一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别方法及系统，涉及结构检测技术领域。该基于压电阻抗技术的结构损伤识别方法及系统，包括压电传感器阵列，所述压电传感器阵列连接有阻抗分析仪，所述阻抗分析仪连接有中央处理计算机，所述中央处理计算机双向连接有数据预处理模块、数据拟合模块、温度补偿模块和反馈学习模块。通过在其中央处理计算机内设置有反馈学习模块，反馈学习模块内置有反馈学习系统，该反馈学习系统基于深度学习方法和概率统计方法，结合稀疏数据重构理论，可以有效减少该系统在使用时长期监测过程中海量不完备数据对损伤识别精度的影响，使该系统可以通过少量前期数据达到对结构损伤的高效精准定位识别。识别。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别方法及系统


[0001]本专利技术涉及结构检测
，具体为一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别方法及系统。

技术介绍

[0002]压电阻抗技术是一种利用压电传感器的机电耦合特性，通过检测分析传感器传出的压电阻抗信号并，确定结构内部损伤发展情况的检测技术，该技术主要应用于结构损伤检测领域，来实现对各种工作环境中结构损伤进行检测，现有的基于压电阻抗技术的结构损伤识别方法及系统大多采用对损伤前后的阻抗信号进行对比实现损伤检测的功能，但是存在压电材料和粘结层皆为温敏材料的问题，导致现有的方法及系统在进行使用时易由于温差偏大导致检测结果存在问题，同时，现有的方法和系统在进行使用时，检测结束后不具备对损伤进行进一步分析识别的能力，整体的使用效果不佳。

技术实现思路

[0003](一)解决的技术问题
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别方法及系统，解决了现有的系统使用时易因室外温差导致检测结果精度较差，且无法对检测结果进行进一步精细化学习分析的问题。
[0005](二)技术方案
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别方法及系统，包括压电传感器阵列，所述压电传感器阵列连接有阻抗分析仪，所述阻抗分析仪连接有中央处理计算机；
[0007]所述中央处理计算机双向连接有数据预处理模块、数据拟合模块、温度补偿模块和反馈学习模块。
[0008]优选的，所述数据预处理模块包括数据库，所述数据库连接有数据传输模块、数据记录模块和数据处理模块。
[0009]优选的，所述数据处理模块连接有坐标建立模块和曲线建立模块。
[0010]优选的，所述温度补偿模块包括温度记录模块和温度处理模块，所述温度记录模块连接有温度测量模块和温度储存模块，所述温度处理模块连接有温度拟合模块。
[0011]优选的，所述反馈学习模块包括反馈学习系统，所述反馈学习系统连接有深度学习方法、概率统计方法和稀疏数据重构方法。
[0012]优选的，所述数据拟合模块包括拟合模型模块，所述拟合模型模块连接有阻抗拟合模型和温度拟合模型。
[0013]优选的，所述阻抗拟合模型连接有压电结构耦合模型，所述温度拟合模型连接有非线性温度耦合模型。
[0014]一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别方法，具体包括以下步骤：
[0015]S1.仪器安装
[0016]将压电传感器阵列通过粘合剂固定设置到待检测试件表面，通过电线将压电传感器阵列和阻抗分析仪进行连接，将阻抗分析仪和中央处理计算机连接；
[0017]S2.数据采集
[0018]开启阻抗分析仪，通过中央处理计算机的数据预处理模块进行数据采集，数据通过数据库的数据传输模块和数据记录模块进行数据传输和记录；
[0019]S3.数据处理
[0020]采集到的数据通过数据处理模块进行阻抗曲线建立，更换多个不同损坏程度的待检测试件重复S1到S2的过程，测得待测试件在不同损坏程度下阻抗曲线；
[0021]S4.结果拟合
[0022]将多组不同的阻抗曲线输入到拟合模型模块，通过连接有压电结构耦合模型的阻抗拟合模型对检测结果进行拟合，实现对损伤进行识别，将待检测组件设置到不同的温度环境中，重复S1到S3的过程，测得不同温度下的阻抗曲线，通过压电结构耦合模型和非线性温度耦合模型测得在进行损伤识别时基于不同温度对数据进行补正；
[0023]S5.反馈学习
[0024]更换不同种类的试件进行多次检测，将检测结果输入到反馈学习模块，通过深度学习方法和概率统计方法结合稀疏数据重构方法，使反馈学习系统进行深度学习，实现该系统后续使用时的自主损伤检测识别。
[0025](三)有益效果
[0026]本专利技术提供了一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别方法及系统。具备以下有益效果：
[0027]1、本专利技术提供了一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别方法及系统，相较于现有的系统，该系统通过在其中央处理计算机内设置有反馈学习模块，反馈学习模块内置有反馈学习系统，该反馈学习系统基于深度学习方法和概率统计方法，结合稀疏数据重构理论，可以有效减少该系统在使用时长期监测过程中海量不完备数据对损伤识别精度的影响，使该系统可以通过少量前期数据达到对结构损伤的高效精准定位识别，实现压电传感系统的自损识别。
[0028]2、本专利技术提供了一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别方法及系统，相较于现有的系统，该系统通过在其数据拟合模块的拟合模型中加入非线性温度耦合模型，使用者在使用该系统时，可以通过温度补偿模块测得不同温度下的阻抗曲线，改进现有系统中对检测原理中材料非线性考虑不足的缺陷，从机理描述上提高该系统在变温环境下的准确性。
[0029]3、本专利技术提供了一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别方法及系统，相较于现有的系统，该系统通过将其压电晶片设置为压电传感器阵列，通过将压电传感器阵列固定到待检测试件表面，展开对实际工程中不同材料、结构及工况下的各类损伤识别研究，提升该系统整体的检测精度和检测效果。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的系统流程示意图；
[0031]图2为本专利技术的数据预处理模块的流程示意图；
[0032]图3为本专利技术的温度补偿模块的流程示意图；
[0033]图4为本专利技术的反馈学习模块的流程示意图；
[0034]图5为本专利技术的数据拟合模块的流程示意图。
[0035]其中，1、压电传感器阵列；2、阻抗分析仪；3、中央处理计算机；4、数据预处理模块；5、温度补偿模块；6、反馈学习模块；7、数据拟合模块；401、数据库；402、数据传输模块；403、数据记录模块；404、数据处理模块；405、坐标建立模块；406、曲线建立模块；501、温度记录模块；502、温度测量模块；503、温度储存模块；504、温度处理模块；505、温度拟合模块；601、反馈学习系统；602、深度学习方法；603、概率统计方法；604、稀疏数据重构方法；701、拟合模型模块；702、阻抗拟合模型；703、压电结构耦合模型；704、温度拟合模型；705、非线性温度耦合模型。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]实施例：
[0038]如图1
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5所示，本专利技术实施例提供一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别方法及系统，包括压电传感器阵列1，压电传感器阵列1连接有阻抗分析仪2，有利于实现该系统基本的阻抗检测功能，阻抗分析仪2连接有中央处理计算机3，有利于为该计算机进行数据分析处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别系统，包括压电传感器阵列(1)，其特征在于：所述压电传感器阵列(1)连接有阻抗分析仪(2)，所述阻抗分析仪(2)连接有中央处理计算机(3)；所述中央处理计算机(3)双向连接有数据预处理模块(4)、数据拟合模块(7)、温度补偿模块(5)和反馈学习模块(6)。2.根据权利要求1所述的一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别系统，其特征在于：所述数据预处理模块(4)包括数据库(401)，所述数据库(401)连接有数据传输模块(402)、数据记录模块(403)和数据处理模块(404)。3.根据权利要求2所述的一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别系统，其特征在于：所述数据处理模块(404)连接有坐标建立模块(405)和曲线建立模块(406)。4.根据权利要求1所述的一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别系统，其特征在于：所述温度补偿模块(5)包括温度记录模块(501)和温度处理模块(504)，所述温度记录模块(501)连接有温度测量模块(502)和温度储存模块(503)，所述温度处理模块(504)连接有温度拟合模块(505)。5.根据权利要求1所述的一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别系统，其特征在于：所述反馈学习模块(6)包括反馈学习系统(601)，所述反馈学习系统(601)连接有深度学习方法(602)、概率统计方法(603)和稀疏数据重构方法(604)。6.根据权利要求1所述的一种基于压电阻抗技术的结构损伤识别系统，其特征在于：所述数据拟合模块(7)包括拟合模型模块(701)，所述拟合模型模块(701)连接有阻抗拟合模型(702)和温度拟合模型(704)。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊星煜，
申请(专利权)人：镇江蒂泰科特路桥科技有限公司，
类型：发明
国别省市：