【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于木材无损检测，具体涉及一种基于声发射能量熵的木材损伤动态检测方法与系统。
技术介绍
1、木材作为唯一可再生建筑材料，从古至今一直被广泛应用于房屋与桥梁等建筑物中。但是受自然和载荷环境的影响，木材在使用过程中容易产生微观和宏观的损伤。随着损伤的累积，极有可能会引起木材断裂，进而导致建筑物坍塌。所以，对木材使用过程中的损伤进行实时监测，是维护木结构建筑安全使用的关键。因为木材是非金属材质，能够适用于木材的无损检测方法十分有限。目前应用最为广泛的是基于机械波原理的无损检测方法，此类方法主要包括应力波、超声波和声发射三种检测技术，其中，应力波和超声波主要用于木材的内部缺陷检测和动态弹性模量估计，本质上是一种基于激励-响应模式的主动检测方式，所以往往适用于局部的静态无损检测。而声发射技术是一种全局的被动式动态检测方式，其基本原理在于木材发生损伤时会以机械波的形式释放应变能，而这种机械波又称为声发射信号。所以，通过采集并分析木材使用过程中产生的声发射信号，则可以客观评价木材的损伤程度及健康水平。
2、声发射技术在木材中的应用可以追溯到上世纪60年代，但是相关研究主要集中在木材声发射信号及其传播特性方面，早期由于受信号采集设备的限制，主要通过声发射仪给出的测量参数对木材的损伤过程作定性的描述。随着信号采集与存储设备的迅猛发展，最近十多年，许多学者从声发射波形上深入研究了声发射信号在木材中的传播速度、能量衰减、声发射源定位等传播特性，从而为基于声发射的木材损伤监测提供了新的途径。
3、现有木材声发射无损检测
4、目前，无论是基于声发射参数的分析方法，还是基于声发射波形的分析方法，都是依据木材声发射信号的时频域特研究木材的损伤行为，而木材损伤过程本质是应变能的释放过程，因此从能量的角度刻画木材的损伤过程是最客观最本质的方法，但是目前尚未有相关木材损伤评价方面的
技术实现思路
。
5、此外，木材因损伤导致的微观和宏观破坏行为具有随机性，如何通过合适的信号处理手段对采集到的声发射信号进行处理从而获得有关材料的结构损伤程度及微小损伤的声发射源的信息还没有具体的信号处理方法可以实施和应用，而且现有研究绝大多数将声发射信号视为确定性信号，仅几篇论文涉及用信息熵的评价木材声发射信号，因为声发射信号能量本质上就是木材损伤时释放的应变能，由于声发射信号具有随机性，因而声发射信号能量的随机性是木材损伤评价的关键依据，但是目前关于木材声发射信号能量的随机性研究尚未见报道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于声发射能量熵的木材损伤动态检测方法与系统。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于声发射能量熵的木材损伤动态检测方法，包括如下步骤：
4、步骤（1），在待检测木材长度方向上安装至少一个声发射传感器；
5、步骤（2），实时获取声发射传感器采集的信号数据，并进行小波包 j层分解，得到2 j个节点信号 x m,k（ i），同时得到节点信号的小波包重构系数 d m,k（ i）；
6、其中， x m,k（ i）为第 m层第 k个节点第 i时刻的节点信号， m=1,2,3,…, j； k=0,1,2,3,…,2 j-1； i=1,2,3,…, n； n为节点信号长度； d m,k（ i）为第 m层第 k个节点第 i时刻的节点信号的小波包重构系数；
7、步骤（3），计算每个节点信号的能量，然后计算总能量占比 e；
8、
9、步骤（4），计算各节点的能量占比：
10、
11、其中，为小波包分解后第 m层第 k个节点的能量占比；
12、步骤（5），依据香农信息熵公式，计算信号的小波能量熵 h和平均熵：
13、
14、步骤（6），根据小波能量熵和平均熵评价待检测木材损伤等级：
15、若，则表示待检测木材未发生损伤；
16、若，则表示待检测木材发生轻微损伤；
17、若，则表示待检测木材发生中度损伤；
18、若，则表示待检测木材发生严重损伤。
19、进一步，步骤（1）中，采用utm5105型电子万能力学试验机进行试验，在待检测木材长度方向上安装一个声发射传感器，且该声发射传感器距离力学试验机压头80mm。
20、进一步，步骤（2）中，进行小波包2层分解，得到4个节点信号。
21、进一步，步骤（2）中，n=500000。
22、进一步，还包括如下步骤：记录损伤等级，未发生损伤为0级，轻微损伤为1级，中度损伤为2级，严重损伤为3级。
23、进一步，若待检测木材未发生损伤，则不做任何处理；
24、若待检测木材发生轻微损伤，则只进行轻微损伤的记录；
25、若待检测木材发生中度损伤，则进行中度损伤的记录，并以文本形本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于声发射能量熵的木材损伤动态检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于声发射能量熵的木材损伤动态检测方法，其特征在于，步骤（1）中，采用UTM5105型电子万能力学试验机进行试验，在待检测木材长度方向上安装一个声发射传感器，且该声发射传感器距离力学试验机压头80mm。
3.根据权利要求1所述的基于声发射能量熵的木材损伤动态检测方法，其特征在于，步骤（2）中，进行小波包2层分解，得到4个节点信号。
4.根据权利要求1所述的基于声发射能量熵的木材损伤动态检测方法，其特征在于，步骤（2）中，N=500000。
5.根据权利要求1所述的基于声发射能量熵的木材损伤动态检测方法，其特征在于，还包括如下步骤：记录损伤等级，未发生损伤为0级，轻微损伤为1级，中度损伤为2级，严重损伤为3级。
6.根据权利要求1所述的基于声发射能量熵的木材损伤动态检测方法，其特征在于，若待检测木材未发生损伤，则不做任何处理；
7.一种基于声发射能量熵的木材损伤动态检测系统，采用权利要求1~6任意一种所述的基于声
8.根据权利要求7所述的基于声发射能量熵的木材损伤动态检测系统，其特征在于，所述的前置放大器为40dB的前置放大器。
9.根据权利要求7所述的基于声发射能量熵的木材损伤动态检测系统，其特征在于，所述的高速数据采集卡为8通道高速数据采集卡，信号采集频率设置为500kHz。
10.根据权利要求7所述的基于声发射能量熵的木材损伤动态检测系统，其特征在于，还包括声音警报装置，声音警报装置与计算机相连，用于待检测木材发生严重损伤时，以声音的方式发出警报。
...【技术特征摘要】
1.一种基于声发射能量熵的木材损伤动态检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于声发射能量熵的木材损伤动态检测方法，其特征在于，步骤（1）中，采用utm5105型电子万能力学试验机进行试验，在待检测木材长度方向上安装一个声发射传感器，且该声发射传感器距离力学试验机压头80mm。
3.根据权利要求1所述的基于声发射能量熵的木材损伤动态检测方法，其特征在于，步骤（2）中，进行小波包2层分解，得到4个节点信号。
4.根据权利要求1所述的基于声发射能量熵的木材损伤动态检测方法，其特征在于，步骤（2）中，n=500000。
5.根据权利要求1所述的基于声发射能量熵的木材损伤动态检测方法，其特征在于，还包括如下步骤：记录损伤等级，未发生损伤为0级，轻微损伤为1级，中度损伤为2级，严重损伤为3级。
6.根据权利要...
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