一种弹性波雷达检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种弹性波雷达检测装置及方法，该装置包括：激振装置、第一传感器、第二传感器及控制器，所述激振装置上设置所述第一传感器，所述第二传感器设置在被测对象上，所述第一传感器用于采集激振信息，即入射信号，所述第二传感器用于采集被测对象信息，即振动信号，所述第一传感器及第二传感器均连接所述控制器。本发明专利技术提供的弹性波雷达检测装置及方法，能够接收激振信息，引入标准入射信号，实现了信号的均一性，提高了检测精度。提高了检测精度。提高了检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种弹性波雷达检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及土木工程
，特别是涉及一种弹性波雷达检测装置及方法。

技术介绍

[0002]目前，利用弹性波检测结构脱空主要采用的是敲击法，但是敲击法并未记录激振本身的信息，因此激振装置、力度以及激振位置等都会导致实际检测时每次接收的弹性波形态各有不同，即接收的振动信号的均质性较差，直接影响检测结果。因此，设计一种弹性波雷达检测装置及方法是十分有必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种弹性波雷达检测装置及方法，能够接收激振信息，引入标准入射信号，实现了信号的均一性，提高了检测精度。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种弹性波雷达检测装置，包括：激振装置、第一传感器、第二传感器及控制器，所述激振装置上设置所述第一传感器，所述第二传感器设置在被测对象上，所述第一传感器用于采集激振信息，即入射信号，所述第二传感器用于采集被测对象信息，即振动信号，所述第一传感器及第二传感器均连接所述控制器。
[0006]可选的，所述激振装置为激振锤，所述激振锤包括手柄及圆弧形锤头，所述手柄固定连接所述圆弧形锤头，所述圆弧形锤头上固定设置所述第一传感器，所述第一传感器的方向与圆弧形锤头接触地面的圆弧面垂直。
[0007]可选的，所述激振装置为激振杆，所述激振杆包括杆体、连接件及锤头，所述杆体的一端设置有第一螺纹，所述连接件的一端对应所述第一螺纹设置有第一螺孔，通过第一螺纹及第一螺孔将所述连接件固定设置在所述杆体上，所述连接件的另一端设置有第二螺孔，所述锤头的一端对应所述第二螺孔设置有第二螺纹，通过第二螺纹及第二螺孔将所述锤头固定设置在所述连接件上，所述锤头的另一端设置有圆弧面，用于接触所述被测对象，所述第一传感器固定设置在所述杆体或连接件的内部，且所述第一传感器的方向与杆体轴线方向一致。
[0008]本专利技术还提供了一种弹性波雷达检测方法，应用于上述的弹性波雷达检测装置，包括如下步骤：
[0009]步骤1：通过激振装置对被测对象的不同位置进行敲击，得到多次敲击数据，包括入射信号及振动信号；
[0010]步骤2：对入射信号进行处理，得到标准入射信号；
[0011]步骤3：将每次敲击后的入射信号、振动信号及标准入射信号分别进行傅里叶变换，得到各自对应的频域复数表示形式，根据各自对应的频域复数表示形式及弹性波雷达算法理论公式，得到类似雷达波的振动信号的频域表示形式；
[0012]步骤4：对类似雷达波的振动信号的频域表示形式进行傅里叶逆变换，得到处理后
的振动信号的时域波形。
[0013]可选的，步骤1中，通过激振装置对被测对象的不同位置进行敲击，得到多次敲击数据，包括入射信号及振动信号，具体为：
[0014]通过激振杆对被测对象的不同位置进行自由落体敲击，或者通过激振锤对被测对象的不同位置进行直接敲击，通过第一传感器采集入射信号，通过第二传感器采集振动信号，其中，激振装置敲击的位置紧挨第二传感器，且距离不超过被测对象厚度的四分之一。
[0015]可选的，步骤2中，对入射信号进行处理，得到标准入射信号，具体为：
[0016]标准入射信号包括第一次激振标准波、平均标准波、最大最小截取标准波及最小最大截取标准波，采集第一次敲击的入射信号波形，将第一次敲击的入射信号波形的起始点及结束点作为幅值为1的标准正弦半波的起始点及初始点，得到第一次激振标准波；采集所有敲击的入射信号波形，将所有敲击的入射信号波形起始点的平均值及结束点的平均值作为幅值为1的标准正弦半波的起始点与结束点，得到平均标准波；将所有敲击的入射信号波形起始点的最大值及结束点的最小值作为幅值为1的标准正弦半波的起始点与结束点，得到最大最小截取标准波；将所有敲击的入射信号波形起始点的最小值及结束点的最大值作为幅值为1的标准正弦半波的起始点与结束点，得到最小最大截取标准波。
[0017]可选的，步骤3中，将每次敲击后的入射信号、振动信号及标准入射信号分别进行傅里叶变换，得到各自对应的频域复数表示形式，根据各自对应的频域复数表示形式及弹性波雷达算法理论公式，得到类似雷达波的振动信号的频域表示形式，具体为：
[0018]将每次敲击后的入射信号、振动信号及标准入射信号分别进行傅里叶变换，得到各自对应的频域复数表示形式，分别为：X
i
(f)、Y
i
(f)及X0(f)，将X
i
(f)、Y
i
(f)及X0(f)带入弹性波雷达算法理论公式，得到类似雷达波的振动信号的频域表示形式为：
[0019][0020]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的弹性波雷达检测装置及方法，该装置设置有第一传感器及第二传感器，能够分别采集入射信号及振动信号，其中，该装置的激振装置设置有两种，可根据需求选用激振锤或激振杆进行检测；该方法包括通过激振装置对被测对象的不同位置进行敲击，得到多次敲击数据，包括入射信号及振动信号，对入射信号进行处理，得到标准入射信号，将每次敲击后的入射信号、振动信号及标准入射信号分别进行傅里叶变换，得到各自对应的频域复数表示形式，根据各自对应的频域复数表示形式及弹性波雷达算法理论公式，得到类似雷达波的振动信号的频域表示形式，对类似雷达波的振动信号的频域表示形式进行傅里叶逆变换，得到处理后的振动信号的时域波形，将不同位置敲击的振动信号对应处理成类似雷达波的时域波形，而且引入了标准入射信号，能够解决振动信号幅值、起始点不一致的问题，提高了均一性，在具体使用时，只需按敲击顺序排列在同一界面，便可直观地分析被测对象的特性，提高了检测精度。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例弹性波雷达检测装置使用时结构示意图；
[0023]图2为激振锤结构示意图；
[0024]图3为激振杆结构示意图；
[0025]图4为杆体结构示意图；
[0026]图5为连接件结构示意图；
[0027]图6为锤头结构示意图；
[0028]图7为第一次敲击的入射信号波的波形图；
[0029]图8为第一次激振标准波的波形图；
[0030]图9为平均标准波的波形图；
[0031]图10为最大最小值截取标准波的波形图；
[0032]图11为最小最大值截取标准波的波形图；
[0033]图12为振动波形图；
[0034]图13为引入起始点为100的标准入射信号处理后的波形图；
[0035]图14为引入起始点为400的标准入射信号处理后的波形图；
[0036]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弹性波雷达检测装置，其特征在于，包括：激振装置、第一传感器、第二传感器及控制器，所述激振装置上设置所述第一传感器，所述第二传感器设置在被测对象上，所述第一传感器用于采集激振信息，即入射信号，所述第二传感器用于采集被测对象信息，即振动信号，所述第一传感器及第二传感器均连接所述控制器。2.根据权利要求1所述的弹性波雷达检测装置，其特征在于，所述激振装置为激振锤，所述激振锤包括手柄及圆弧形锤头，所述手柄固定连接所述圆弧形锤头，所述圆弧形锤头上固定设置所述第一传感器，所述第一传感器的方向与圆弧形锤头接触地面的圆弧面垂直。3.根据权利要求1所述的弹性波雷达检测装置，其特征在于，所述激振装置为激振杆，所述激振杆包括杆体、连接件及锤头，所述杆体的一端设置有第一螺纹，所述连接件的一端对应所述第一螺纹设置有第一螺孔，通过第一螺纹及第一螺孔将所述连接件固定设置在所述杆体上，所述连接件的另一端设置有第二螺孔，所述锤头的一端对应所述第二螺孔设置有第二螺纹，通过第二螺纹及第二螺孔将所述锤头固定设置在所述连接件上，所述锤头的另一端设置有圆弧面，用于接触所述被测对象，所述第一传感器固定设置在所述杆体或连接件的内部，且所述第一传感器的方向与杆体轴线方向一致。4.一种弹性波雷达检测方法，应用于权利要求1
‑
3任一所述的弹性波雷达检测装置，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：通过激振装置对被测对象的不同位置进行敲击，得到多次敲击数据，包括入射信号及振动信号；步骤2：对入射信号进行处理，得到标准入射信号；步骤3：将每次敲击后的入射信号、振动信号及标准入射信号分别进行傅里叶变换，得到各自对应的频域复数表示形式，根据各自对应的频域复数表示形式及弹性波雷达算法理论公式，得到类似雷达波的振动信号的频域表示形式；步骤4：对类似雷达波的振动信号的频域表示形式进行傅里叶逆变换，得到处理后的振动信号的时域波形。5.根据权利要求4所述的弹性波雷达检测方法，其特征在于，步骤1中，通过激振...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佳晔，苏飚，王红印，刘秀娟，陈靓，王伟，谢辉，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：