集装箱空箱的检测方法、系统及检测仪技术方案

本发明专利技术涉及一种集装箱空箱的检测方法、系统及检测仪，包括：声波产生步骤：通过激励仪在箱外激励集装箱箱体的底梁，使集装箱箱体振动产生声波；声波采集步骤：通过声波采集传感器接触集装箱箱体的外表面，采集集装箱内部产生的声波；声波分析步骤：根据采集到的声波搭建集装箱内部声场模态，与预设的空箱声场模态进行对比，若相同则判断为空箱，反之则判断为集装箱内部有物体。利用集装箱检测仪通过上述步骤可以实现自动化检测，减少人力投入，降低运营成本；通过对比实测的集装箱内部声场模态与预设的声场模态，可以准确判断空箱和夹层的情况，提高了检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
集装箱空箱的检测方法、系统及检测仪
本专利技术涉及集装箱箱体检测
，尤其涉及一种集装箱空箱的检测方法、系统及检测仪。
技术介绍
当车辆进出港口时，需要对集装箱进行相关检查(集装箱内部是否有物体)。现有的集装箱空箱检测方法都是采用人工检查，由于港口进出车辆较多，需要安排大量的人力进行检查，导致运营成本较高；集装箱在检查的过程中需要开、关箱门，导致检查效率低，而且排队待检的车辆需要占用大量的场地，容易造成通道堵塞；当集装箱内部藏有夹层时，通过人工检查难以发现；另外，针对不同的车辆，有不同的规范程度和检查标准，人工检查难免有所不足，而且人工检查存在一定的人为因素(徇私舞弊)，影响检查的准确性，如果涉及国家的安全和利益，则后果不堪设想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自动化的集装箱空箱的检测方法、系统及检测仪。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种集装箱空箱的检测方法，包括：声波产生步骤：通过激励仪在箱外激励集装箱箱体的底梁，使集装箱箱体振动，振动后的集装箱内部会产生声波；声波采集步骤：通过声波采集传感器接触集装箱箱体的外表面，采集集装箱内部产生的声波；声波分析步骤：根据采集到的声波搭建集装箱内部声场模态，与预设的空箱声场模态进行对比，若相同则判断为空箱，反之则判断为集装箱内部有物体。其中，所述声波分析步骤包括：夹层判断子步骤：当集装箱内部有物体时，继续判断集装箱内部声场模态与预设的带夹层声场模态是否相同，若相同则判断为集装箱内部有夹层，反之则判断为集装箱内部无夹层。其中，所述夹层判断子步骤之前还包括：集装箱内部声场模态搭建子步骤：集装箱内部声场模态获得子步骤：通过有限元法将声场空间离散化，并联立振动方程和车身壁板振动方程，得到如下声场模态分析方程：其中，KSS,CSS,MSS分别为集装箱壁板的刚度、阻尼、车身壁板结构质量的矩阵，Kaa,Caa,Maa分别为车内声场的刚度、阻尼、车内声场的等效质量，为结构动态位移函数，为声压函数；B＝LNT；其中，上标e表示单元矩阵，L、N、S分别为散度、压力形函数矩阵和噪声与结构的接触边界面积，∫d()代表积分，v0l为积分下限，上标T代表转置矩阵，β是声阻抗率，c0为空气中声传播速度，B为散度和压力形函数矩阵的乘积。本专利技术提供的另一种方案为：一种集装箱空箱的检测系统，包括：声波产生模块：通过激励仪在箱外激励集装箱箱体的底梁，使集装箱箱体振动，振动后的集装箱内部会产生声波；声波采集模块：通过声波采集传感器接触集装箱箱体的外表面，采集集装箱内部产生的声波；声波分析模块：根据采集到的声波搭建集装箱内部声场模态，与预设的空箱声场模态进行对比，若相同则判断为空箱，反之则判断为集装箱内部有物体。其中，所述声波分析模块包括：夹层判断子模块：当集装箱内部有物体时，继续判断集装箱内部声场模态与预设的带夹层声场模态是否相同，若相同则判断为集装箱内部有夹层，反之则判断为集装箱内部无夹层。其中，所述声波分析模块还包括：集装箱内部声场模态搭建子模块：通过有限元法将声场空间离散化，并联立振动方程和车身壁板振动方程，得到如下声场模态分析方程：其中，KSS,CSS,MSS分别为集装箱壁板的刚度、阻尼、车身壁板结构质量的矩阵，Kaa,Caa,Maa分别为车内声场的刚度、阻尼、车内声场的等效质量，为结构动态位移函数，为声压函数；B＝LNT；其中，上标e表示单元矩阵，L、N、S分别为散度、压力形函数矩阵和噪声与结构的接触边界面积，∫d()代表积分，v0l为积分下限，上标T代表转置矩阵，β是声阻抗率，c0为空气中声传播速度，B为散度和压力形函数矩阵的乘积。本专利技术提供的另一种方案为：一种采用上述检测方法的集装箱检测仪，包括定位装置以及安装在其端部的空箱检测装置，其中，所述定位装置用于将空箱检测装置移动至集装箱箱体底梁位置，所述空箱检测装置包括激励仪、声波采集传感器。其中，所述声波采集传感器上涂覆有超声波传导介质。本专利技术的有益效果为：利用集装箱检测仪通过上述步骤可以实现自动化检测，减少人力投入，降低运营成本，而且自动化检测可以规避因人为因素而造成的重大损失，保证了检测的准确性；空箱检测装置在检测集装箱的过程中，无须开、关箱门，提高了检测效率，有效地避免了因车辆排队待检而造成通道堵塞；通过对比实测的集装箱内部声场模态与预设的声场模态，可以准确判断空箱和夹层的情况，提高了检测的准确性。附图说明图1是本专利技术所述集装箱空箱的检测方法实施例的整体流程图；图2是本专利技术所述集装箱检测仪实施例的立体示意图；1、集装箱检测仪；11、定位装置；12、空箱检测装置；121、激励仪；122、声波采集传感器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参照图1，本专利技术实施例公开了一种集装箱空箱的检测方法，包括：S1声波产生步骤：通过激励仪在箱外激励集装箱箱体的底梁，使集装箱箱体振动，振动后的集装箱内部会产生声波；S2声波采集步骤：通过声波采集传感器接触集装箱箱体的外表面，采集集装箱内部产生的声波；S3声波分析步骤：根据采集到的声波搭建集装箱内部声场模态，与预设的空箱声场模态进行对比，若相同则判断为空箱，反之则判断为集装箱内部有物体。请参照图2，本专利技术实施例还公开了一种采用上述检测方法的集装箱检测仪1，包括定位装置11以及安装在其端部的空箱检测装置12，其中，所述定位装置11用于将空箱检测装置12移动至集装箱箱体底梁位置，所述空箱检测装置12包括激励仪121、声波采集传感器122。在本实施例中，所述S1声波产生步骤具体包括：通过激励仪121在箱外激励集装箱箱体的底梁，使集装箱箱体振动，振动后的集装箱内部会产生声波。在本实施例中，所述S2声波采集步骤具体包括：通过声波采集传感器122接触集装箱箱体的外表面，采集集装箱内部产生的声波，所述声波采集传感器122上涂覆有超声波传导介质。超声波传导介质用于充填采集传感器与集装箱箱体之间的微小空隙，防止空隙间的微量空气或杂质影响声波的穿透。通过超声波传导介质的“过渡”作用，减小了声波采集传感器122与集装箱箱体之间的声阻抗差，从而减小了声波能量在采集过程中的反射损失。超声波传导介质具有润滑的效果，减小了声波采集传感器122与集装箱箱体之间的摩擦，使声波采集传感器122更灵活的滑动。在本实施例中，所述S3声波分析步骤包括：夹层判断子步骤：当集装箱内部有物体时，继续判断集装箱内部声场模态与预设的带夹层声场模态是否相同，若相同则判断为集装箱内部有夹层，反之则判断为集装箱内部无夹层。在本实施例中，所述S3声波分析步骤包括：混响曲线图生成子步骤，通过计算混响时间，获得混响曲线图。混响是指声源停止发声后，声波遇到障碍发生反射形成的残留现象。衰减的过程即混响时间，吸声量越快，衰减越快；集装箱容积越大，衰减越慢。当室内声场达到稳态后，声源停止发声，集装箱内部声压级按线性规律衰减。由声源直接辐射到室内空间，未经任何反射的声场称为直达声场，而经过室内界面一次或多次反射之后称为混响声场；在室内声场中，可以找到一个临界距离，在这一距离上的各点，直达声场与混响声本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集装箱空箱的检测方法，其特征在于，包括：声波产生步骤：通过激励仪在箱外激励集装箱箱体的底梁，使集装箱箱体振动产生声波；声波采集步骤：通过声波采集传感器接触集装箱箱体的外表面，采集集装箱内部产生的声波；声波分析步骤：根据采集到的声波搭建集装箱内部声场模态，与预设的空箱声场模态进行对比，若相同则判断为空箱，反之则判断为集装箱内部有物体。

【技术特征摘要】
1.一种集装箱空箱的检测方法，其特征在于，包括：声波产生步骤：通过激励仪在箱外激励集装箱箱体的底梁，使集装箱箱体振动产生声波；声波采集步骤：通过声波采集传感器接触集装箱箱体的外表面，采集集装箱内部产生的声波；声波分析步骤：根据采集到的声波搭建集装箱内部声场模态，与预设的空箱声场模态进行对比，若相同则判断为空箱，反之则判断为集装箱内部有物体。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述声波分析步骤包括：夹层判断子步骤：当集装箱内部有物体时，继续判断集装箱内部声场模态与预设的带夹层声场模态是否相同，若相同则判断为集装箱内部有夹层，反之则判断为集装箱内部无夹层。3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述夹层判断子步骤之前还包括：集装箱内部声场模态搭建子步骤：通过有限元法将声场空间离散化，并联立振动方程和车身壁板振动方程，得到如下声场模态分析方程：其中，KSS,CSS,MSS分别为集装箱壁板的刚度、阻尼、车身壁板结构质量的矩阵，Kaa,Caa,Maa分别为车内声场的刚度、阻尼、车内声场的等效质量，为结构动态位移函数，为声压函数；B＝LNT；其中，上标e表示单元矩阵，L、N、S分别为散度、压力形函数矩阵和噪声与结构的接触边界面积，∫d()代表积分，v0l为积分下限，上标T代表转置矩阵，β是声阻抗率，c0为空气中声传播速度，B为散度和压力形函数矩阵的乘积。4.一种集装箱空箱的检测系统，其特征在于，包括：声波产生模块：通过激励仪在箱外激励集装箱箱体的底梁，使集装箱箱体振动产生声波；声波采集模块：通过声波采集传...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖时伍，瞿磊，王和平，罗富章，程连强，彭进文，范福川，张同永，
申请(专利权)人：盛视科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44