一种锚固系统内部缺陷分布的多尺度熵表征方法技术方案

本发明专利技术公开了一种锚固系统内部缺陷分布的多尺度熵表征方法，包括：利用基于应力波法的锚杆锚固质量无损检测仪器对工作现场需要检测的锚杆进行进行检测，识别出锚杆锚固长度，对该无损检测信号进行经验模态分解，分解成一系列的按照信号频率高低排列的本征模态函数，利用傅立叶变换计算各层本征模态函数的频率，将频率大于1kHz的本征模态函数和最后一层本征模态函数舍弃，将频率小于1kHz的各层本征模态函数叠加在一起，重构出新的信号用于多尺度熵分析。本发明专利技术通过度量反射信号的复杂性来刻画反射信号的改变程度，进而识别出锚固缺陷的位置，该方法能够有效判定锚固缺陷的位置，准确评价锚固质量。

Multi scale entropy representation method for internal defect distribution of anchorage system

The invention discloses an anchorage system of internal defects distribution of multiscale entropy characterization methods, including: the detection of bolt on the work site to detect nondestructive testing of bolt anchoring quality stress wave method based on the identification of the anchoring length, the non-destructive testing signals, empirical mode decomposition, decomposed into a series of the arrangement according to the signal frequency of the intrinsic mode function, calculation of each layer of the intrinsic mode functions using the Fu Liye transform frequency, the frequency is more than 1kHz of the intrinsic mode function and the last layer of intrinsic mode function abandon, each layer will be less than 1kHz frequency intrinsic mode function together, reconstruct the analysis scale entropy for new signal. The change degree of the invention to characterize the reflected signal through the complexity measurement of the reflected signal, and then identify the anchor location of defects, this method can effectively determine the anchorage defect position, accurate evaluation of anchorage quality.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锚固系统
，尤其涉及一种锚固系统内部缺陷分布的多尺度熵表征方法。
技术介绍
已有的研究表明：锚杆沿着杆长方向的应力分布是不均匀的。而锚固缺陷分布位置的不同会导致锚杆的受力状态存在差异。在煤矿井下的实际检测中，即使通过拉拔测试确认了抗拔力符合要求，也会出现因砂浆灌注不饱满而发生坍塌事故的情况，从而影响到煤矿的安全生产。现有的技术对锚固缺陷位置的有效识别能力差，不能准确定位锚固缺陷的位置，进而对锚杆锚固质量的评价造成不良影响，导致安全事故的发生。信号的复杂性主要是基于多尺度熵(multiscale entropy，简称MSE)方法来度量。该方法由Costa等人首次提出，最初主要用来衡量生物信号的复杂性，近年来，在交通流复杂性分析，金属互连电迁移噪声信号的复杂性分析、两相流流型辨识以及电子器件噪声分析等方面也得到了有效的应用。由于MSE方法具有计算所需数据量小，抗干扰和抗噪能力强等优点，人们开始将其应用到无损检测信号分析领域。郑近德等将MSE应用于转子系统信号故障特征的提取,可以对故障的类型进行判断。张龙等以MSE作为特征向量输入到模糊神经网络进行轴承故障类型定性识别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锚固系统内部缺陷分布的多尺度熵表征方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：利用基于应力波法的锚杆锚固质量无损检测仪器对工作现场需要检测的锚杆进行检测，识别出锚杆锚固长度，对该无损检测信号进行经验模态分解，分解成一系列的按照信号频率高低排列的本征模态函数，利用傅立叶变换计算各层本征模态函数的频率，将频率大于1kHz的本征模态函数和最后一层本征模态函数舍弃，将频率小于1kHz的各层本征模态函数叠加在一起，重构出新的信号用于多尺度熵分析；S2：从预先通过实验室试验建立的不同锚杆直径和锚固长度的无缺陷锚杆锚固系统无损检测信号的数据库中，选取和现场检测的锚杆直径和锚固长度一致的无缺陷锚杆锚固系统无损检...

【技术特征摘要】
1.一种锚固系统内部缺陷分布的多尺度熵表征方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：利用基于应力波法的锚杆锚固质量无损检测仪器对工作现场需要检测的锚杆进行检测，识别出锚杆锚固长度，对该无损检测信号进行经验模态分解，分解成一系列的按照信号频率高低排列的本征模态函数，利用傅立叶变换计算各层本征模态函数的频率，将频率大于1kHz的本征模态函数和最后一层本征模态函数舍弃，将频率小于1kHz的各层本征模态函数叠加在一起，重构出新的信号用于多尺度熵分析；S2：从预先通过实验室试验建立的不同锚杆直径和锚固长度的无缺陷锚杆锚固系统无损检测信号的数据库中，选取和现场检测的锚杆直径和锚固长度一致的无缺陷锚杆锚固系统无损检测信号，并利用和S1中相同的信号处理方法重构出新的信号用于多尺度熵分析；S3：计算S1和S2中重构新信号的多尺度熵值，获得两条熵值曲线，计算这两条熵值曲线之间的SDD值；如果SDD值＜85％，则说明S1中检测的锚杆锚固系统中没有缺陷；如果SDD值≥85％，则说明S1中检测的锚杆锚固系统中存在缺陷；在SDD≥85％情况下，进一步计算两条熵值曲线之间的PRSS参量，通过预先在实验室试验中标定好的，和现场检测的锚杆的直径和锚固长度相同的锚固系统无损检测信号的PRSS参量与缺陷分布位置之间的对应关系式：PRSS＝Ae-Bx，式中，A，B为和围岩属性有关的常数，x为信号的缺陷起始端与锚固起始端之间的距离；求出x值得出信号的缺陷起始端与锚固起始端之间的距离，或者缺陷的分布情况。2.根据权利要求1所述的一种锚固系统内部缺陷分布的多尺度熵表征方法，其特征在于，信号的复杂性与缺陷位置距锚固起始端距离的关系为缺陷位置越靠近锚固起始端，相应信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，茅献彪，黄志敏，陈占清，李明，吴宇，张后全，陈彦龙，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32