一种基于多频声发射信号的缆索断丝位置确定的方法技术

本发明专利技术公开的一种基于多频声发射信号的缆索断丝位置确定的方法，属于无损检测技术领域。本发明专利技术实现方法为：将两个及以上的声发射传感器固定于缆索之上，同时获取各个传感器声发射信号的波形，每两个相邻传感器接收到的信号作为一组断丝声发射信号。对得到的各组断丝声发射信号进行时频分析，分别得到各组信号的时频图。使用门限法得到各组时频图中定位频率下对应信号分量到达两传感器的时刻t

A method to determine the broken wire position of cable based on multi frequency acoustic emission signal

The invention discloses a method for determining the broken wire position of a cable based on a multi frequency acoustic emission signal, belonging to the technical field of non-destructive testing. The implementation method of the invention is: two or more acoustic emission sensors are fixed on the cable, and the waveforms of the acoustic emission signals of each sensor are acquired at the same time, and the signals received by each two adjacent sensors are regarded as a group of broken wire acoustic emission signals. The time-frequency analysis of each group of broken wire AE signals is carried out, and the time-frequency diagrams of each group of signals are obtained respectively. Using the threshold method, the time t of the corresponding signal component arriving at the two sensors under the location frequency in each group of time-frequency graphs is obtained

【技术实现步骤摘要】
一种基于多频声发射信号的缆索断丝位置确定的方法
本专利技术涉及一种基于多频声发射信号的缆索断丝位置确定的方法，用于确定斜拉索桥缆索发生断丝时断丝点的位置，属于无损检测

技术介绍
缆索作为斜拉桥的核心承力部件，其质量直接关联到桥梁的安全，而缆索的质量主要受其内部钢丝断裂程度的影响，在桥梁运营过程中，缆索长期受到动态荷载，环境腐蚀，应力腐蚀和疲劳等因素的作用，这些因素均有可能会导致缆索中的钢丝在使用过程中断裂，因此为了确保斜拉索桥安全和可靠性，可以基于声发射技术对缆索断丝进行有效定位。由于声发射信号在固体内的传播过程中具有频散效应，即不同频率的信号传播速度不同，原始信号的传播速度无法统一表示，因此不能直接由原始信号的到达时间差来计算位置，为了解决频散效应，当前的声发射损伤定位方法主要有两种。一种是基于对到达时间差进行拟合的思想，该方法需要大量不同位置的损伤信号作为样本，如果信号源发生了变化，则定位精度也会受到影响。一种是基于对原始信号进行分解和重构的算法，该方法在数据量较大的情况下，其计算复杂度会很高。因此需要提出一种适应能力强、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多频声发射信号的缆索断丝位置确定的方法，其特征在于：包括如下步骤，/n步骤一、将两个或两个以上的声发射传感器分别固定于缆索之上，当缆索内出现断丝声发射现象时，同时获取到各个传感器所接收到的声发射信号的波形，每两个相邻的传感器所接收到的断丝声发射信号均作为一组断丝声发射信号；/n步骤二、对步骤一所获取到的各组断丝声发射信号进行时频分析，分别得到各组断丝声发射信号的时频图，对于时频图中的每一个数据点，其横坐标对应该点的频率，纵坐标对应该点的时刻，该点的值对应该频率和时刻下的信号分量的能量密度的大小；/n步骤三、使用门限法计算出步骤二得到的各组时频图中定位频率下对应的信号分量到达两传感器...

【技术特征摘要】
1.一种基于多频声发射信号的缆索断丝位置确定的方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一、将两个或两个以上的声发射传感器分别固定于缆索之上，当缆索内出现断丝声发射现象时，同时获取到各个传感器所接收到的声发射信号的波形，每两个相邻的传感器所接收到的断丝声发射信号均作为一组断丝声发射信号；
步骤二、对步骤一所获取到的各组断丝声发射信号进行时频分析，分别得到各组断丝声发射信号的时频图，对于时频图中的每一个数据点，其横坐标对应该点的频率，纵坐标对应该点的时刻，该点的值对应该频率和时刻下的信号分量的能量密度的大小；
步骤三、使用门限法计算出步骤二得到的各组时频图中定位频率下对应的信号分量到达两传感器的时刻t1和t2，并找到所有数据点和拟合直线之间的残差平方和最小时对应的频率作为定位频率；
步骤四、根据定位公式，计算出断丝点到分别到每组传感器的解算距离差Δd，判断每组l与Δd之间的大小关系；如果Δd小于l，说明断丝点位于该组传感器之间，则由这组的Δd即可得到断丝点到该组传感器中的传感器1的距离。


2.如权利要求1所述的一种基于多频声发射信号的缆索断丝位置确定的方法，其特征在于：步骤三实现方法为，
步骤3.1：将两个声发射传感器固定于缆索上，在两传感器所在位置之间制造多次位置已知的断丝声发射信号，同时获取到两传感器所接收到的声发射信号的完整波形，并对信号采用步骤二中的时频分析方法进行时频分析，得到对应的时频图；
步骤3.2：对步骤3.1中得到的时频图中的每一行分别做归一化；
步骤3.3：对步骤3.2中归一化后的每个断丝声发射信号对应的两传感器的时频图中的每一行，分别记录下该行点的值第一次超过门限值时该点所在的列，该列对应的时刻即作为该行对应频率的信号分量到达该传感器的时刻，将两传感器的到达时刻相减，计算出每个断丝声发射信号在各个频率下的分量对应的到达时间差Δt＝t1-t2；
步骤3.4：使用拟合方法对步骤3.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，周文茜，姚超，任贝宁，
申请(专利权)人：北京理工大学，深圳市科兰德实业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11