一种门类密闭性能及其漏点位置的主动式检测方法技术

本发明专利技术公开了一种门类密闭性能及其漏点位置的主动式检测方法，包括如下步骤：步骤S1.将声压接收器设置在防护门的四个角，检测当前环境的背景声压值；步骤S2.在防护门一侧放置脉冲超声波发生器，发送脉冲式超声波信号，分别在不同检测距离下利用四个模拟麦克风线性阵列采集四通道原始信号，经处理后提取四通道的声压特征值，并采集视频图像和当前测试距离；步骤S3.设定不同泄漏等级阈值；步骤S4.在防护门的另一侧利用阵列检测仪沿着视频图像的引导线移动检测声压值，当被测声压值超过一级泄漏阈值时，对四通道原始信号进行基于自适应滤波的包络互相关运算得到各通道时延差，结合测试距离和声压幅值比融合计算泄漏点的三维空间坐标。维空间坐标。维空间坐标。

【技术实现步骤摘要】
一种门类密闭性能及其漏点位置的主动式检测方法


[0001]本专利技术涉及泄漏检测
，具体涉及一种门类密闭性能及其漏点位置的主动式检测方法。

技术介绍

[0002]人防工程是一种具有严格防护要求的特殊地下建筑，既要满足平时经济建设、城市建设和人民生活的需要，又要保障战时防空防灾中起到重要作用，具有平战双重功能，如果防护密闭工作不到位，便会对国民经济造成巨大的损失，甚至威胁人民的生命安全，因此对人防工程设施的密闭性检测非常重要。
[0003]目前，超声波检测混凝土缺陷主要是根据测量超声脉冲波在混凝土中传播的速度、波幅、主频等声学参数的相对变化，从而判定混凝土的缺陷情况。然而对于检测混凝土防护门的密闭性来说，更需要关注门缝以及橡胶条粘合处的密闭状态，这与传统超声法检测缺陷原理差异性较大。此外，人防地下室结构密闭，混凝土防护门设施结构庞大，工程量巨大，快速、准确检测并指示泄漏位置对超声检测技术提出了更高的要求。
[0004]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种门类密闭性能及其漏点位置的主动式检测方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种门类密闭性能及其漏点位置的主动式检测方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S1.将声压接收器设置在防护门的四个角，检测当前环境的背景声压值，当四个背景声压值波动不超过
±
5％时，取均值作为基准声压设定阈值；
[0008]步骤S2.在防护门一侧放置脉冲超声波发生器，每隔一定时间发送脉冲式超声波信号，分别在不同检测距离下利用四个模拟麦克风线性阵列采集四通道原始信号，并转换至电压信号，经信号调理后传输给计算机处理单元，提取四通道的声压特征值，同时利用摄像头模块和测距模块采集视频图像和当前测试距离；
[0009]步骤S3.基于所提取四通道的声压特征值，设定不同泄漏等级阈值；
[0010]步骤S4.在防护门的另一侧利用阵列检测仪沿着视频图像的引导线移动检测声压值，将被测声压值与不同泄漏等级阈值进行比较，当被测声压值超过一级泄漏阈值时，表示当前环境中存在泄漏，对四通道原始信号进行基于自适应滤波的包络互相关运算得到各通道时延差，结合测试距离和声压幅值比融合计算泄漏点的三维空间坐标。
[0011]在一优选实施方式中，还包括如下步骤：
[0012]步骤S5.当被测声压值小于等于一级泄漏阈值时，则当前环境泄漏量微小，在空间内移动阵列检测仪，直至被测声压值超过一级泄漏阈值时，重复进行步骤S4；
[0013]步骤S6.将三维空间坐标和图像坐标进行映射处理，在图像上透明叠加以颜色等高线显示的点，将泄漏点可视化。
[0014]在一优选实施方式中，步骤S2中，提取四通道的声压特征值包括如下步骤：
[0015]步骤S2.1.进行波形甄选和平滑滤波：分段提取得到的四通道电压信号，并在时域内按照幅值大小排序，选取幅值介于80％
‑
90％最大值的一段数据，剔除其他数据点；
[0016]步骤S2.2.对甄选后的数据段进行三次样条插值运算，增加数据采样点；
[0017]步骤S2.3.统计数据的频率分布，取峰值作为该通道的电压特征值，利用电压至声压转换公式得到该通道的声压特征值，电压至声压转换公式如下：
[0018][0019]在一优选实施方式中，步骤S3中，基于所提取四通道的声压特征值，设定不同泄漏等级阈值包括如下步骤：
[0020]步骤S3.1.对步骤S2得到的四通道的声压特征值取平均值，得到声压特征值随距离的衰减曲线；
[0021]步骤S3.2.在每个测试距离下，将声压特征值和步骤S1得到的基准声压设定阈值做差值，分别取基准声压设定阈值加差值的10％、30％、50％作为一级泄漏阈值、二级泄漏阈值、三级泄漏阈值，其中,一级泄漏阈值表示泄漏可忽略,二级泄漏阈值为泄漏不可忽略，但无需立即修复，三级泄漏阈值表示泄漏不可忽略，需立即修复。
[0022]在一优选实施方式中，步骤S4中，计算泄漏点的三维空间坐标包括如下步骤：
[0023]步骤S4.1.对步骤S2得到的四通道原始信号提取有效数据段，每隔100个数据点比较两段数据幅值均值差异，找到脉冲信号出现的一段数据，并取该段数据前后100个数据点；
[0024]步骤S4.2.对甄选后的数据段提取包络线，对两个通道包络线进行互相关计算，其中，两通道互相关运算公式如下：
[0025][0026]其中x1(n)、x2(n)分别为通道一、通道二的信号序列，τ为延迟点数；
[0027]步骤S4.3.将两通道包络线输入自适应滤波器，对其中一个通道分配权向量，基于自适应滤波算法，通过计算迭代误差不断更新权重系数，直至迭代误差最小，此时两个通道的相关性最大，此时通过步骤S4.2中的公式求得两通道时延点数，经过特征转换后得到达时间差，再乘以声速得到到达距离差；
[0028]步骤S4.4.对四通道的声压特征值进行特征转换得到到达距离比；
[0029]步骤S4.5.将检测距离作为泄漏点三维空间坐标的一个分量，以线性阵列中心为原点建立多维标度的球面坐标方程组，利用融合算法求解三维空间坐标。
[0030]在一优选实施方式中，步骤S4.4.对四通道的声压特征值进行特征转换得到到达距离比包括：利用步骤S3.1的衰减曲线先将声压特征值对应一个距离，再进行比值计算。
[0031]在一优选实施方式中，步骤S6中的映射处理包括如下步骤：
[0032]步骤S6.1.将视频画面划分为320*180个网格，每个像素点对应每个三维空间坐标；
[0033]步骤S6.2、以视频画面的中心为原点，对应线性阵列的中心，移动参考目标，建立间隔点数和测试距离的映射关系；
[0034]步骤S6.3、按照测试距离的映射关系，将步骤S4.5计算得到的三维空间坐标转换成像素坐标点叠加显示到屏幕上。
[0035]在一优选实施方式中，还包括如下步骤：当检测到空间内有泄漏点，但是不在视频画面的显示范围时，通过向左移动或向右移动，直到定位点出现在屏幕上，再进行步骤S4。
[0036]在一优选实施方式中，四个模拟麦克风线性阵列采样频率为100kHz，声压接收器包括电源模块和无线传输模块，声压接收器通过磁铁吸附在防护门上，并利用无线传输模块将采集到的环境的背景声压值传输到计算机中。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0038]1、本专利技术利用主动发射式脉冲超声波信号，并利用四个模拟麦克风线性阵列采集四通道原始信号，通过波形甄选、平滑滤波、插值运算优化算法提取稳定的声压特征值；通过信号包络互相关计算各通道时延差；通过数据融合迭代计算泄漏位置的三维空间坐标，从而提高了定位的精本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种门类密闭性能及其漏点位置的主动式检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1.将声压接收器设置在防护门的四个角，检测当前环境的背景声压值，当四个背景声压值波动不超过
±
5％时，取均值作为基准声压设定阈值；步骤S2.在防护门一侧放置脉冲超声波发生器，每隔一定时间发送脉冲式超声波信号，分别在不同检测距离下利用四个模拟麦克风线性阵列采集四通道原始信号，并转换至电压信号，经信号调理后传输给计算机处理单元，提取四通道的声压特征值，同时利用摄像头模块和测距模块采集视频图像和当前测试距离；步骤S3.基于所提取四通道的声压特征值，设定不同泄漏等级阈值；步骤S4.在防护门的另一侧利用阵列检测仪沿着视频图像的引导线移动检测声压值，将被测声压值与不同泄漏等级阈值进行比较，当被测声压值超过一级泄漏阈值时，表示当前环境中存在泄漏，对四通道原始信号进行基于自适应滤波的包络互相关运算得到各通道时延差，结合测试距离和声压幅值比融合计算泄漏点的三维空间坐标。2.根据权利要求1所述的门类密闭性能及其漏点位置的主动式检测方法，其特征在于：还包括如下步骤：步骤S5.当被测声压值小于等于一级泄漏阈值时，则当前环境泄漏量微小，在空间内移动阵列检测仪，直至被测声压值超过一级泄漏阈值时，重复进行步骤S4；步骤S6.将所述三维空间坐标和图像坐标进行映射处理，在图像上透明叠加以颜色等高线显示的点，将泄漏点可视化。3.根据权利要求2所述的门类密闭性能及其漏点位置的主动式检测方法，其特征在于：步骤S2中，提取四通道的声压特征值包括如下步骤：步骤S2.1.分段提取得到的四通道电压信号，并在时域内按照幅值大小排序，选取幅值介于80％
‑
90％最大值的一段数据，剔除其他数据点；步骤S2.2.对甄选后的数据段进行三次样条插值运算，增加数据采样点；步骤S2.3.统计数据的频率分布，取峰值作为该通道的电压特征值，利用电压至声压转换公式得到该通道的声压特征值，电压至声压转换公式如下：4.根据权利要求3所述的门类密闭性能及其漏点位置的主动式检测方法，其特征在于：步骤S3中，基于所提取四通道的声压特征值，设定不同泄漏等级阈值包括如下步骤：步骤S3.1.对步骤S2得到的四通道的声压特征值取平均值，得到声压特征值随距离的衰减曲线；步骤S3.2.在每个测试距离下，将声压特征值和步骤S1得到的基准声压设定阈值做差值，分别取基准声压设定阈值加差值的10％、30％、50％作为一级泄漏阈值、二级泄漏阈值、三级泄漏阈值，其中,一级泄漏阈值表示泄漏可忽略,二...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭飞，卢屹东，张瑞龙，王涛，于萌，臧彦林，王佳，邢善鹏，
申请(专利权)人：中国建筑标准设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：