CN103472435B - 海洋平台复杂结构系统声发射源两阶段定位方法 - Google Patents

海洋平台复杂结构系统声发射源两阶段定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种海洋平台复杂结构系统声发射源两阶段定位方法，包括以下步骤：1)根据待测海洋平台的实际尺寸数据将其抽象为点线组合结构的空间坐标系，2)根据节点和传感器位置坐标，3)在海洋平台人工激励声发射的定位测试中，用铅芯折断模拟突发型声发射信号，4)匹配序列组A和序列B进行平台声源区域定位，5)采用传统时差定位法进行精确定位，该方法所需传感器减少，且区域定位无需测定波速，精确定位则只需测定短程波速，大大提高检测效率和定位准确度，适合海洋平台复杂结构系统的声发射源定位。

Description

海洋平台复杂结构系统声发射源两阶段定位方法
技术领域
本发明涉及一种海洋平台复杂结构系统声发射源两阶段定位方法。
背景技术
声发射作为被动的动态无损检测技术，可为海洋平台的结构状态评估和寿命预测提供数据支持。声发射源定位技术是声发射技术研究的核心问题之一，其定位精度决定着该技术的应用推广。目前，声发射源定位仍普遍采用传统的、较为成熟的第一次门槛跨越时差定位技术，当对复杂三维结构进行定位时，需先测量声速，安装足够多的传感器才可保证线性定位精度。然而，这势必增加结构监测成本，对传感器的安装、灵敏度校正以及声速确定等操作提出更高的要求，不利于声发射技术的工程应用及推广。
发明内容
本发明提供一种海洋平台复杂结构系统声发射源两阶段定位方法，该方法对声发射源的定位采用先区域粗定位后局部精确定位的两阶段方法，可大幅提高定位效率，减少检测成本，降低操作要求，从而，可克服复杂结构中定位传感器多和远距离声速测量误差大的不足。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
1) 将海洋平台抽象为点线组合结构的空间坐标系，并对该空间坐标系内的各节点进行编号，选取三个及以上空间节点位置安装传感器，安放数量保证足以监测平台各部位即可；
2) 根据节点和传感器位置坐标，利用最短路径算法，找出各节点与各传感器之间的最短路径，并计算出相应距离，对于每一个节点，将各个传感器编号按照距离从小到大的顺序排列，得到所有节点的传感器序列组A；
3) 在海洋平台人工激励声发射的定位测试中，用铅芯折断模拟突发型声发射信号，采集结构声发射检测数据，获得声源信号到各传感器的到时时刻，将传感器编号按照到时时刻从小到大的顺序排列，得到传感器序列B；
4) 匹配序列组A和序列B进行平台声源区域定位：首先在序列组A中，筛选出与序列B的传感器顺序相同的序列对应的节点编号，然后，将检测所得的到时时刻两两作差后相除，即
，其中ta<tb<tc
得到时差比值Rt，之后，对于每一个节点，计算出各传感器与该节点最短路径的两两距离差比值Rd，筛选出比值最接近Rt的Rd，其对应节点编号即为目标节点；
5) 采用传统时差定位法进行精确定位：首先，在目标节点周围局部结构上选两个节点位置安装两个传感器，在两传感器之间任取一点折断铅芯模拟声发射信号，测量传感器到声源的距离分别为D1和D2，信号采集所得时刻分别为t1和t2，短程波速vk为
重复测量三次取波速平均值
然后，根据传感器布置间距D和所测声发射到时时刻t1、t2，联立公式
（声源在两传感器之间）
或（声源不在两传感器之间）
根据公式计算出声源到传感器的距离D1和D2，进而确定准确的声源坐标。
　　本发明的有益效果是，采用两阶段定位方法检测，即第一阶段包括步骤1－4，第二阶段包括步骤5。该方法所需传感器减少，且区域定位无需测定波速，精确定位则只需测定短程波速，大大提高检测效率和定位准确度，适合海洋平台复杂结构系统的声发射源定位。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是海洋平台三维结构模型示意图；图中数字1-57为结构的节点编号。
图2为结构精确时差定位示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方法作进一步的说明。
实施例1：
1）参照图1海洋平台模型，将其抽象为点线组合结构，并对结构中各节点进行编号，编号后坐标设为Ni(xi, yi, zi)，其中i=01, 02, …, 57；海洋平台模型高19.8m，桩腿底部节点间距分别为8.45908m和8.51806m，桩腿顶部节点间距分别为4.85m和6.65m；声发射监测设备采用美国PAC公司生产的Sensor Highway II System，传感器使用该公司R系列谐振探头R15（操作频率为50-200KHz，其在平台模型的检测范围超过20 m），耦合剂采用硅胶；因为该平台模型体积小而传感器检测范围大，同时海洋平台管节点连接处为结构危险点，容易产生声发射现象，所以本次检测采用三个传感器，分别布置于编号为13、26、39的三个节点处，记为S13、S26、S39。
表1 平台节点坐标表
节点 坐标/m 节点 坐标/m 节点 坐标/m
N01 (-4.22954，-4.25903，-0.5) N20 (0，3.835，5.73) N39 (-2.425，3.325，16.65)
N02 (4.22954，-4.25903，-0.5) N21 (-1.35，3.835，5.73) N40 (0，-3.325，16.65)
N03 (4.22954，4.25903，-0.5) N22 (-3.55，0，5.73) N41 (2.425，0，16.65)
N04 (-4.22954，4.25903，-0.5) N23 (-1.35，0，5.73) N42 (0，3.325，16.65)
N05 (-4.175，-4.225，0) N24 (1.15，0，5.73) N43 (-2.425，0，16.65)
N06 (4.175，-4.225，0) N25 (-2.9，-3.55，11.63) N44 (0，0，16.65)
N07 (4.175，4.225，0) N26 (2.9，-3.55，11.63) N45 (-2.425，-3.325，19.6)
N08 (-4.175，4.225，0) N27 (2.9，3.55，11.63) N46 (2.425，-3.325，19.6)
N09 (0，-4.01422，3.10741) N28 (-2.9，3.55，11.63) N47 (2.425，3.325，19.6)
N10 (3.84738，0，3.10741) N29 (0，-3.55，11.63) N48 (-2.425，3.325，19.6)
N11 (0，4.01422，3.10741) N30 (2.9，0，11.63) N49 (0，-3.325，19.6)
N12 (-3.84738，0，3.10741) N31 (1，3.55，11.63) N50 (2.425，0，19.6)
N13 (-3.55，-3.835，5.73) N32 (-0.9，3.55，11.63) N51 (0，3.325，19.6)
N14 (3.55，-3.835，5.73) N33 (-2.9，0，11.63) N52 (-2.425，0，19.6)
N15 (3.55，3.835，5.73) N34 (-0.9，0，11.63) N53 (0，0，19.6)
N16 (-3.55，3.835，5.73) N35 (1，0，11.63) N54 (-2.425，-3.325，19.8)
N17 (0，-3.835，5.73) N36 (-2.425，-3.325，16.65) N55 (2.425，-3.325，19.8)
N18 (3.55，0，5.73) N37 (2.425，-3.325，16.65) N56 (2.425，3.325，19.8)
N19 (1.15，3.835，5.73) N38 (2.425，3.325，16.65) N57 (-2.425，3.325，19.8)
2）采用Dijkstra算法计算每个节点Ni到任意传感器Sj的最短路径Pij及相应距离Dij，如N05到S26的P0526为5-9-14-26，对应距离D0526为15.5686 m，由距离Dij组成点间距离数组表2。
表2 节点Ni到传感器Sj最短路径的距离Dij(m)
Dij N01 N02 N03 N04 N05 N06 N07 N08 N09 N10
S13 6.2813 10.1302 17.1743 10.4145 5.7772 9.6261 16.6702 9.9104 4.4173 11.4153
S26 16.0727 12.2238 16.357 22.157 15.5686 11.7197 15.8529 21.6529 10.3598 10.598
S39 21.4045 24.5839 20.4506 17.2713 20.9004 24.0797 19.9465 16.7671 19.8516 18.8248
Dij N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20
S13 12.0873 4.6555 0 7.1 12.6109 7.67 3.55 8.7759 12.37 11.22
S26 17.4598 16.398 11.7425 5.9425 13.0425 16.9765 9.4925 9.7775 15.4425 16.5925
S39 15.4073 15.6455 15.4343 19.2207 14.1693 10.99 18.9843 18.0043 15.69 14.54
Dij N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 N28 N29 N30
S13 9.87 3.835 6.035 8.535 5.9425 11.7425 16.9765 13.0425 8.8425 13.4265
S26 17.9425 14.7184 14.6775 12.1775 5.8 0 7.1 11.0339 2.9 3.55
S39 13.19 14.825 17.025 19.525 9.4917 13.2782 8.2268 5.0474 12.3917 11.7768
Dij N31 N32 N33 N34 N35 N36 N37 N38 N39 N40
S13 16.9425 15.0425 9.4925 11.4925 13.3925 10.99 14.1693 19.2207 15.4343 11.7443
S26 9 10.9 7.4839 7.35 5.45 8.2268 5.0474 9.4917 13.2782 5.8018
S39 8.9474 7.0474 8.5974 10.5974 12.4974 6.65 8.2307 4.85 0 9.075
Dij N41 N42 N43 N44 N45 N46 N47 N48 N49 N50
S13 17.4943 17.8593 12.1093 15.1053 13.94 17.1193 21.678 18.3843 14.8088 18.6144
S26 6.1667 11.9167 11.5518 9.1628 11.1768 7.9974 12.4417 15.7355 8.8662 9.4925
S39 8.175 2.425 3.325 4.1154 7.77 11.1807 6.2438 2.95 10.195 9.295
Dij N51 N52 N53 N54 N55 N56 N57      
S13 19.253 15.435 18.0553 14.14 17.3193 21.878 18.5843      
S26 13.3105 12.6718 12.1128 11.3768 8.1974 12.6417 15.9355      
S39 3.8188 4.445 7.0654 7.97 11.3807 6.4438 3.15      
将所有节点Ni对应的距离Dij按照从小到大的顺序排列，得到传感器序列组A，如N02的Dij升序为S13、S26、S39，详见表3。
表3 各节点的传感器排序序列组A
3）声发射定位测试中，以铅芯折断方式模拟声发射源，在该空间坐标系下，随机选取平台某点作为声发射源，声发射传感器S13、S26、S39所测的到时时刻分别为75.3730057s、75.3677246s、75.3751843s，将其按从小到大顺序排列得新编号序列为S26、S13、S39，即为传感器序列B。
4）匹配序列组A和序列B进行平台声源区域定位：首先在序列组A中，筛选出与序列B的传感器顺序相同的序列对应的节点编号，即N03、N07、N10、N14、N25、N26、N29，然后，将步骤3）检测所得的三个到时时刻按从小到大排列，得ta＝t26，tb＝t13，tc＝t39，两两作差后相除，得到时差比值= 0.7080361，之后，对于每一个节点，计算出各传感器与该节点最短路径的两两距离差比值，i=03,07,10,14,25,26,29；测得Rd分别为0.1996531、0.1996531、0.0993460、0.0871730、0.0386001、0.8843443、0.6260733，筛选出比值最接近Rt的Rd，其对应节点编号N29(0, -3.55, 11.63)即为目标节点。
5）采用传统时差定位法进行精确定位：在N29周围局部区域选N25(-2.9, -3.55, 11.63)和N26(2.9, -3.55, 11.63)两处安装传感器，在两传感器之间任取一点折断铅芯模拟声发射信号，测量传感器到声源的距离分别为2.3m和3.5m，信号采集所得时刻分别为t1和t2，短程波速v1为
=4780.876 m/s
重复测量三次取波速平均值
= 4781.345 m/s
然后，在前述3）中同一位置折断铅芯采集信号，根据传感器布置间距5.8 m和所测声发射到时时刻8.4749771 s、8.4745601 s，如图2所示，由于传感器布置于目标节点的两端点，因此，声发射源坐标为声源B而不是声源A，联立公式
根据公式计算出声源到传感器的距离D1=1.994 m和D2=3.806 m，因此，声源B的横坐标X=-（2.9-1.994）=-0.906 m，即声发射源坐标为声源B(-0.906 m, -3.55 m, 11.63 m)。
实施例2：
1）本次检测采用三个传感器，分别布置于编号为14、28、36的三个节点处，记为S14、S28、S36。其余部分与实施例1相同。
2）采用Dijkstra算法计算每个节点Ni到任意传感器Sj的最短路径Pij及相应距离Dij，如N02到S36的P0236为2-6-14-26-40-36，对应距离D0236为20.4506 m，由距离Dij组成点间距离数组表4。
表4 节点Ni到传感器Sj最短路径的距离Dij(m)
Dij N01 N02 N03 N04 N05 N06 N07 N08 N09 N10
S14 10.1302 6.2813 10.4145 17.1743 9.6261 5.7772 9.9104 16.6702 4.4173 4.6555
S28 16.357 22.157 16.0727 12.2238 15.8529 21.6529 15.5686 11.7197 17.4598 16.398
S36 17.2713 20.4506 24.5839 21.4045 16.7671 19.9465 24.0797 20.9004 15.4073 18.8248
Dij N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20
S14 12.0873 11.4153 7.1 0 7.67 12.6109 3.55 3.835 10.07 11.22
S28 10.3598 10.598 13.0425 16.9765 11.7425 5.9425 15.0034 15.5775 10.6425 9.4925
S36 19.8516 15.6455 10.99 14.1693 19.2207 15.4343 14.54 18.0043 20.1343 18.9843
Dij N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 N28 N29 N30
S14 12.57 8.7759 8.735 6.235 11.7425 5.9425 13.0425 16.9765 8.8425 9.4925
S28 8.1425 9.7775 11.9775 14.4775 7.1 11.0339 5.8 0 8.1339 9.35
S36 17.6343 14.825 17.025 19.525 5.0474 8.2268 13.2782 9.4917 7.9474 11.7768
Dij N31 N32 N33 N34 N35 N36 N37 N38 N39 N40
S14 14.9425 16.8425 13.4265 13.2925 11.3925 14.1693 10.99 15.4343 19.2207 11.7443
S28 3.9 2 3.55 5.55 7.45 9.4917 13.2782 8.2268 5.0474 11.9167
S36 13.3917 11.4917 8.5974 10.5974 12.4974 0 4.85 8.2307 6.65 2.425
Dij N41 N42 N43 N44 N45 N46 N47 N48 N49 N50
S14 12.1093 17.8593 17.4943 15.1053 17.1193 13.94 18.3843 21.678 14.8088 15.435
S28 11.5518 5.8018 6.1667 9.1628 12.4417 15.7355 11.1768 7.9974 13.3105 12.6718
S36 8.175 9.075 3.325 4.1154 2.95 6.2438 11.1807 7.77 3.8188 9.295
Dij N51 N52 N53 N54 N55 N56 N57      
S14 19.253 18.6144 18.0553 17.3193 14.14 18.5843 21.878      
S28 8.8662 9.4925 12.1128 12.6417 15.9355 11.3768 8.1974      
S36 10.195 4.445 7.0654 3.15 6.4438 11.3807 7.97      
将所有节点Ni对应的距离Dij按照从小到大的顺序排列，得到传感器序列组A，如N41的Dij升序为S36、S28、S14，详见表5。
表5 各节点的传感器排序序列组A
3）声发射定位测试中，以铅芯折断方式模拟声发射源，在该空间坐标系下，随机选取平台某点作为声发射源，声发射传感器S14、S28、S36所测的到时时刻分别为75.3742569s、75.3708799s、75.3699801s，将其按从小到大顺序排列得新编号序列为S36、S28、S14，即为传感器序列B。
4）匹配序列组A和序列B进行平台声源区域定位：首先在序列组A中，筛选出与序列B的传感器顺序相同的序列对应的节点编号，即N25、N29、N36、N41、N43、N44、N45、N48、N49、N50、N52、N53、N54、N57，然后，将检测所得的到时时刻两两作差后相除，得到时差比值=0.2105084，之后，对于每一个节点，计算出各传感器与该节点最短路径的两两距离差比值，i=25, 29, 36, 41, 43, 44, 45, 48, 49, 50, 52, 53, 54, 57；测得Rd分别为0.3065767、 0.2083571、 0.6698775、 0.8583089、 0.2005546、 0.4592767、 0.6698775、 0.0163523、 0.8636714、 0.5499716、 0.3562225、 0.4592767、 0.6698775、 0.0163523，筛选出比值最接近Rt的Rd，其对应节点编号N29(0, -3.55, 11.63)即为目标节点。
5）采用传统时差定位法进行精确定位：在N29周围局部区域选N25(-2.9, -3.55, 11.63)和N26(2.9, -3.55, 11.63)两处安装传感器，在两传感器之间任取一点折断铅芯模拟声发射信号，测量传感器到声源的距离分别为1.5m和4.3m，信号采集所得时刻分别为t1和t2，短程波速v1为
=4778.761 m/s
重复测量三次取波速平均值
= 4779.669 m/s
然后，在前述3）中同一位置折断铅芯采集信号，根据传感器布置间距5.8m和所测声发射到时时刻6.054975s、6.055360s，如图2所示，由于传感器布置实际置于待检结构两端点，声发射源坐标为声源B而不是声源A，联立公式
根据公式计算出声源到传感器的距离D1=1.981 m和D2=3.819 m，因此，声源B的横坐标X=-（2.9-1.981）=-0.919 m，即声发射源坐标为声源B(-0.919 m, -0.355 m, 1.163 m)。
实施例3：
1）本次检测采用三个传感器，分别布置于编号为18、28、37的三个节点处，记为S18、S28、S37。其余部分与实施例1相同。
2）采用Dijkstra算法计算每个节点Ni到任意传感器Sj的最短路径Pij及相应距离Dij，如N02到S28的P0228为2-6-10-15-27-31-32-28，对应距离D0228为22.1570m，由距离Dij组成点间距离数组表6。
表6 节点Ni到传感器Sj最短路径的距离Dij(m)
Dij N01 N02 N03 N04 N05 N06 N07 N08 N09 N10
S18 13.5674 8.3984 8.3984 13.9652 13.0633 7.8943 7.8943 13.4611 7.8546 2.6394
S28 16.357 22.157 16.0727 12.2238 15.8529 21.6529 15.5686 11.7197 17.4598 16.398
S37 20.4506 17.2713 21.4045 24.5839 19.9465 16.7671 20.9004 24.0797 15.4073 15.6455
Dij N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20
S18 8.2523 9.7394 8.7759 3.835 3.835 10.935 5.2259 0 6.235 7.385
S28 10.3598 10.598 13.0425 16.9765 11.7425 5.9425 15.0034 15.5775 10.6425 9.4925
S37 19.8516 18.8248 14.1693 10.99 15.4343 19.2207 14.54 14.825 17.8343 18.9843
Dij N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 N28 N29 N30
S18 8.735 7.1 4.9 2.4 14.7184 9.7775 9.7775 15.5775 12.6775 13.3275
S28 8.1425 9.7775 11.9775 14.4775 7.1 11.0339 5.8 0 8.1339 9.35
S37 20.3343 18.0043 19.725 17.225 8.2268 5.0474 9.4917 13.2782 7.9474 8.5974
Dij N31 N32 N33 N34 N35 N36 N37 N38 N39 N40
S18 11.6775 13.5775 17.2615 17.1275 15.2275 18.0043 14.825 14.825 18.0043 15.5793
S28 3.9 2 3.55 5.55 7.45 9.4917 13.2782 8.2268 5.0474 11.9167
S37 11.3917 13.2917 11.7768 12.3974 10.4974 4.85 0 6.65 8.2307 2.425
Dij N41 N42 N43 N44 N45 N46 N47 N48 N49 N50
S18 15.9443 15.5793 20.8851 18.9403 20.9543 17.775 17.775 20.9543 18.6438 19.27
S28 11.5518 5.8018 6.1667 9.1628 12.4417 15.7355 11.1768 7.9974 13.3105 12.6718
S37 3.325 9.075 8.175 4.1154 6.2438 2.95 7.77 11.1807 3.8188 4.445
Dij N51 N52 N53 N54 N55 N56 N57      
S18 18.6438 22.4494 21.8903 21.1543 17.975 17.975 21.1543      
S28 8.8662 9.4925 12.1128 12.6417 15.9355 11.3768 8.1974      
S37 10.195 9.295 7.0654 6.4438 3.15 7.97 11.3807      
将所有节点Ni对应的距离Dij按照从小到大的顺序排列，得到传感器序列组A，如N26的Dij升序为S37、S18、S28，详见表7。
表7 各节点的传感器排序序列组A
3）声发射定位测试中，以铅芯折断方式模拟声发射源，在该空间坐标系下，随机选取平台某点作为声发射源，声发射传感器S18、S28、S37所测的到时时刻分别为51.398791s、51.3722901s、51.3708380s，将其按从小到大顺序排列得新编号序列为S37、S28、S18，即为传感器序列B。
4）匹配序列组A和序列B进行平台声源区域定位：首先在序列组A中，筛选出与序列B的传感器顺序相同的序列对应的节点编号，即N01、N03、N05、N07、N11、N12、N13、N15、N19、N20、N22、N23、N24，然后，将检测所得的到时时刻两两作差后相除，得到时差比值=0.051945，之后，对于每一个节点，计算出各传感器与该节点最短路径的两两距离差比值，i=29, 30, 36, 37, 38, 40, 41, 44, 45, 46, 47, 49, 50, 52, 53, 54, 55, 56；测得Rd分别为0.0394283、0.1591004、0.3528664、0.8956626、0.1928828、0.7215658、0.6519250、0.3404687、0.4213260、0.8624307、0.3405111、0.6402525、0.5549292、0.0150095、0.3404687、0.4213260、0.8624307、0.3405111，筛选出比值最接近Rt的Rd，其对应节点编号N29(0, -3.55, 11.63)即为目标节点。
5）采用传统时差定位法进行精确定位：：在N29周围局部区域选N25(-2.9, -3.55, 11.63)和N26(2.9, -3.55, 11.63)两处安装传感器，在两传感器之间任取一点折断铅芯模拟声发射信号，测量传感器到声源的距离分别为3.9m和1.9m，信号采集所得时刻分别为t1和t2，短程波速v1为
=4777.075m/s
重复测量三次取波速平均值
= 4777.039 m/s
然后，在前述3）中同一位置折断铅芯采集信号，根据传感器布置间距5.8m和所测声发射到时时刻33.5467765s、33.5471520s，如图2所示，由于传感器布置实际置于待检结构两端点，声发射源坐标为声源B而不是声源A，联立公式
根据公式计算出声源到传感器的距离D1=2.003m和D2=3.797m，因此，声源B的横坐标X=-(2.9-2.003)=0.897m，即声发射源坐标为声源B(0.897 m, -0.355 m, 1.163 m)。

Claims (1)

1.海洋平台复杂结构系统声发射源两阶段定位方法，其特征在于：包括以下步骤：1) 根据待测海洋平台的实际尺寸数据将其抽象为点线组合结构的空间坐标系，并对该空间坐标系内的各节点进行编号，选取三个空间节点位置安装三个传感器，传感器的安放数量以保证足以监测平台各部位为准；
2) 根据节点和传感器位置坐标，利用最短路径算法，找出各节点与各传感器之间的最短路径，并计算出相应距离，对于每一个节点，将各个传感器编号按照距离从小到大的顺序排列，得到所有节点的传感器序列组A；
3) 在海洋平台人工激励声发射的定位测试中，用铅芯折断模拟突发型声发射信号，采集结构声发射检测数据，获得声源信号到各传感器的到时时刻，将传感器编号按照到时时刻从小到大的顺序排列，得到传感器序列B；
4) 匹配序列组A和序列B进行平台声源区域定位：首先在序列组A中，筛选出与序列B的传感器顺序相同的序列对应的节点编号，然后，将检测所得的到时时刻两两作差后相除，即
，其中ta<tb<tc
得到时差比值Rt，之后，对于每一个节点，计算出各传感器与该节点最短路径的两两距离差比值Rd，筛选出比值最接近Rt的Rd，其对应节点编号即为目标节点；
5) 采用传统时差定位法进行精确定位：首先，在目标节点周围局部结构上选两个节点位置安装两个传感器，在两传感器之间任取一点折断铅芯模拟声发射信号，测量传感器到声源的距离分别为D1和D2，信号采集所得时刻分别为t1和t2，短程波速vk为
重复测量三次取波速平均值
在前述3）中同一位置折断铅芯采集信号，
然后，根据传感器布置间距D和所测声发射到时时刻t1、t2，联立公式
　声源在两传感器之间
或　声源不在两传感器之间
根据公式计算出声源到传感器的距离D1和D2，进而确定准确的声源坐标。
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CN110927258A (zh) * 2018-09-19 2020-03-27 中国石油化工股份有限公司 一种采油树声发射源定位方法及采油树装置
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