CN107764897A - 基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法包括以下步骤:在被测对象上选择测试线路;将测试装置固定在移动测试小车上,测试装置包括2个在平行于被测对象的振动面上的投影到激振点的距离相等的声音拾取装置,且2个声音拾取装置距离被测对象的振动面的距离不同;移动测试装置并用激振装置连续作用于被测对象的测试位置,使被测对象产生连续激振;利用2个声音拾取装置接收激振产生的声压信号;对声压信号进行差分处理,得到空气柱加速度信号;对空气柱加速度信号进行分析,检测被测对象内部的缺陷状态。本发明基于空气加速度进行非接触式连续移动式无损检测,不受移动速度影响,能够应用于各种不同的移动测试中,实现成本更低。
Description
技术领域
本发明涉及土木、建筑、道桥、水利工程质量安全检测技术领域,具体涉及一种基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法。
背景技术
无损检测技术是第二次世界大战后迅速发展起来的一门新兴的工程科学,其定义就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下,利用物质中因有缺陷或组织结构上的差异存在而会使其某些物理性质的物理量发生变化的现象,以不使被检查物使用性能和形态受到损伤为前提,通过一定的检测手段来测试、显示和评估这些变化,从而了解和评价材料、产品、设备构件等被测物的性质、状态或内部结构等所采用的检查方法。
在各类土木工程中,无损检测技术的应用是十分广泛的。无论是公路、铁路的路基填筑、路面铺装,还是桥梁、隧道以及其它重要结构物的施工和维护,处处可以看到无损检测技术的身影。表1列出了常见的无损检测技术。
表1 各种检测方法的领域和特征
其中,采用冲击弹性波、超声波是重要的无损检测方法之一。然而,现有的冲击弹性波、超声波检测均采用的接触式测量,需要在被测物体上安装加速度传感器,利用加速度传感器的电荷输出信号实现振动信号的相关测量。如果测量质量较小物体的振动,附加的加速度传感器的质量往往会影响被测物体的振动,从而产生测量误差。同时,由于传感器系统本身的共振特性,以及接触状态的不良,都有可能导致测试信号的误差。另一方面,由于传感器的固定,需要在静止条件下实施,因此无法应用在连续测试中,进而严重地影响测试效率。
而采用非接触式测试,不仅可以避免传感器与被测表面接触状态的影响,而且可以采用连续移动式的检测,从而大幅提高测试效率。现有技术中,基于激光测振的非接触式测试由于需要带入速度,受移动速度影响大,因此只能做匀速检测并且实现成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法,解决基于激光测振的非接触式测试受移动速度影响大,只能做匀速检测,并且实现成本高的问题。
本发明通过下述技术方案实现:
基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、确定被测对象,在被测对象上选择一段测试线路;
S2、选择激振点,将测试装置固定在移动测试小车上,所述测试装置包括2个声音拾取装置,分别为声音拾取装置A和声音拾取装置B,2个声音拾取装置在平行于被测对象的振动面上的投影到激振点的距离相等,且2个声音拾取装置距离被测对象的振动面的距离分别为L、L+δL,δL>0;
S3、移动测试装置,并利用激振装置连续作用于被测对象需要测试的位置,使被测对象产生连续激振;
S4、利用2个声音拾取装置接收激振产生的声压信号;
S5、对2个声音拾取装置接收的声压信号进行差分处理,得到空气柱加速度信号a(x,t),x表示声音拾取装置到振动面的距离,其取值为L≤x≤L+δL,t表示时间;
S6、利用解析软件对空气柱加速度信号a(x,t)进行分析,检测被测对象内部的缺陷状态。
本技术方案使用声压作为媒介进行测量,不需要带入速度,不受移动速度影响,能够应用于各种不同的移动测试中,解决了现有技术的非接触式测试受移动速度影响大,只能做匀速检测并且实现成本高的问题;且使用声压作为媒介,使用声音拾取装置接收声压信号,实现成本低。
作为本发明的进一步改进,步骤S2与步骤S3之间还具有声音拾取装置标定步骤,该声音拾取装置标定步骤包括以下步骤(a)-(d):
(a)第一次测试:
(a1)利用激振装置作用于被测对象,使被测对象产生振动;
(a2)通过测试装置中的2个声音拾取装置接收激振产生的声压信号;
(a3)根据步骤(a2)中2个声音拾取装置接收的声压信号计算测试信号衰减率D1,
式1中,s1为步骤(a2)中声音拾取装置A拾取的声压信号,s2为步骤(a2)中声音拾取装置B拾取的声压信号;
(b)交换2个声音拾取装置的位置;
(c)第二次测试:
(c1)利用激振装置作用于被测对象,使被测对象产生振动;
(c2)通过测试装置中的2个声音拾取装置接收激振产生的声压信号;
(c3)根据步骤(c2)中2个声音拾取装置接收的声压信号计算测试信号衰减率D2,
式2中,s1'为步骤(c2)中声音拾取装置A拾取的声压信号,s2'为步骤(c2)中声音拾取装置B拾取的声压信号;
(d)计算声音拾取装置的声波衰减率η,或者声音拾取装置的增益比D,其中:
步骤S5具体包括步骤S51和步骤S52:
S51、使用步骤(d)中的声音拾取装置的声波衰减率η或者声音拾取装置的增益比D对其中1个或2个声音拾取装置接收的声压信号进行修正;
S52、对修正后的声压信号进行差分处理,得到空气柱加速度信号a(x,t)。
本技术方案使用的方法中,还通过使用声音拾取装置的声波衰减率或声音拾取装置的增益比对信号进行修正,消除了两个声音拾取装置带来的误差,大大提高了测量精度。
进一步,步骤S5中,空气柱加速度信号a(x,t)为:
其中,p(L+δL,t)为声音拾取装置B在时间t测得的空气压力,S2″为步骤S4中声音拾取装置B拾取的声压信号;
p(L,t)为声音拾取装置A在时间t测得的空气压力,S1″为步骤S4中声音拾取装置A拾取的声压信号;
A1为声音拾取装置A的声压灵敏度,A2为声音拾取装置B的声压灵敏度,且有:
D=A2/A1 (式-8);
L+δL为声音拾取装置B为距离被测对象的振动面的距离,L为声音拾取装置A为距离被测对象的振动面的距离,δL为声音拾取装置A与声音拾取装置B到被测对象的振动面的距离差,有:
p(L+δL,t)=η·p(L,t) (式-9);
ρ为空气柱的密度;则:
使用步骤(d)中的声音拾取装置的增益比D进行修正后,将(式-6)、(式-7)和(式-8)带入(式-5)中,空气柱加速度信号a(x,t)为:
使用步骤(d)中的声音拾取装置的声波衰减率η进行修正后:
将(式-6)、(式-7)和(式-9)带入(式-5)中时,空气柱加速度信号a(x,t)为:
从式-10和式-11可以看出,修正后的加速度仅与一个声音拾取装置的声压灵敏度相关,消除了使用2个声音拾取装置带来的误差,大大提高了精度。
优选的,声音拾取装置A与声音拾取装置B到被测对象(1)的振动面的距离差δL的取值为δL→0。
进一步,0<δL≤7mm;优选的,L为3mm,L+δL为6mm。
所述激振装置为空气枪或者冲击锤,所述声音拾取装置为麦克风。
进一步,步骤S6中利用解析软件对空气柱加速度信号a(x,t)进行分析包括FFT分析和MEM分析,步骤S6中还对其中任一声音拾取装置接收的声压信号进行FFT分析和MEM分析。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、本发明的基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法使用声压进行测量,不需要带入速度,不受移动速度影响,能够应用于各种不同的移动测试中,解决了现有技术的非接触式测试受移动速度影响大只能做匀速检测并且实现成本高的问题;
2、本发明的基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法还通过使用声音拾取装置的声波衰减率或者声音拾取装置的增益比对信号进行修正,消除了两个声音拾取装置带来的误差,大大提高了测量精度;
3、本发明的基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法使用声压作为媒介,实现成本更低。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为应用本发明的一个实施例的方法实际测试时的应用示意图;
图2为图1的左视图;
图3为本发明的一个实施例的方法中声音拾取装置A、声音拾取装置B和激振点的位置示意图;
图4为图3俯视时并加装隔音罩的示意图;
图5为本发明的一个实施例的方法中声音拾取装置A和声音拾取装置B直接输出的声压信号波形图;
图6为本发明的一个实施例的方法中声音拾取装置A和声音拾取装置B的声压信号经过处理后的波形图;
图7为声音拾取装置测试声压信号和空气柱加速度信号的FFT分析结果;
图8为声音拾取装置测试声压信号和空气柱加速度信号的MEM分析结果。
附图标记及对应的零部件名称:
1-被测对象,2-移动测试小车,3-声音拾取装置A,4-声音拾取装置B,5-激振装置,6-激振点,7-隔音罩。
具体实施方式
现有技术中,激光测振的非接触式测试受移动速度影响大只能做匀速检测并且实现成本高,本发明采用基于声频及空气加速度的非接触式的工程应用无损检测方法,对测试结构的测试部位激振并诱发振动以及声响,通过非接触式拾音装置拾取该声音信号,并通过差分处理计算空气柱的加速度。由于该加速度与被测结构表面的加速度有密切的相关关系,因此分析该加速度信号即可达到快速、准确了解测试结构内部情况的目的,避免接触式测试产生的误差,提高测试精度及效率,可用于移动测试并且不仅限于匀速运动,使用声音拾取装置进行测试实现成本低。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
在以下描述中,为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中,为了避免混淆本发明,未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法,包括以下步骤:
步骤1、确定测试线路:确定被测对象1,在被测对象1上选择一段测试线路;
步骤2、安装测试装置:如图1-图4所示,选择激振点6,将测试装置固定在移动测试小车2上,所述测试装置包括2个声音拾取装置,分别为声音拾取装置A3和声音拾取装置B4,2个声音拾取装置在平行于被测对象1的振动面(也称为测试面)上的投影到激振点6的距离相等,且2个声音拾取装置中,一个声音拾取装置距离被测对象1的振动面的距离为L,另一个声音拾取装置距离被测对象1的振动面的距离为L+δL,δL>0,当激振装置5在激振点6敲击时,激振点6附近将产生模拟激振信号;
步骤3、声音拾取装置标定:包括以下步骤(a)-(d):
(a)第一次测试:
(a1)利用激振装置5作用于被测对象1,使被测对象1产生振动;
(a2)通过测试装置中的2个声音拾取装置接收激振产生的声压信号;
(a3)根据步骤(a2)中2个声音拾取装置接收的声压信号计算测试信号衰减率D1,
式1中,s1为步骤(a2)中声音拾取装置A拾取的声压信号,s2为步骤(a2)中声音拾取装置B拾取的声压信号;
(b)交换2个声音拾取装置的位置;
(c)第二次测试:
(c1)利用激振装置5作用于被测对象1,使被测对象1产生振动;
(c2)通过测试装置中的2个声音拾取装置接收激振产生的声压信号;
(c3)根据步骤(c2)中2个声音拾取装置接收的声压信号计算测试信号衰减率D2,
式2中,s1'为步骤(c2)中声音拾取装置A拾取的声压信号,s2'为步骤(c2)中声音拾取装置B拾取的声压信号;
(d)计算声音拾取装置的声波衰减率η,或者声音拾取装置的增益比D,其中:
步骤4、正式测试时,令距离振动面较远的声音拾取装置为声音拾取装置B,即声音拾取装置A距离被测对象1的振动面的距离为L,声音拾取装置B距离被测对象1的振动面的距离为L+δL,步骤4包括以下步骤41-44:
步骤41、通过移动测试小车2移动测试装置,并利用激振装置5连续作用于被测对象1需要测试的位置,使被测对象1产生连续激振;
步骤42、利用2个声音拾取装置接收激振产生的声压信号,声音拾取装置B拾取的声压信号为S2″;声音拾取装置A拾取的声压信号为S1″;
步骤43、使用步骤(d)中的声音拾取装置的声波衰减率η或者声音拾取装置的增益比D对其中1个或2个声音拾取装置接收的声压信号进行修正;对修正后的声压信号进行差分处理,从而得到空气柱加速度信号a(x,t),x表示声音拾取装置到振动面的距离,本实施例中,其值与L相等(实际应用中,由于δL很小,x可代表L≤x≤L+δL的范围),t表示时间;
空气柱加速度信号a(x,t)为:
其中,p(L+δL,t)为声音拾取装置B4在时间t测得的空气压力,该空气压力即激发的声压,
p(L,t)为声音拾取装置A3在时间t测得的空气压力,该空气压力即激发的声压,
A1为声音拾取装置A3的声压灵敏度,A2为声音拾取装置B4的声压灵敏度,且有:
D=A2/A1 (式-8);
L+δL为声音拾取装置B4为距离被测对象1的振动面的距离,L为声音拾取装置A3为距离被测对象1的振动面的距离,δL为声音拾取装置A3与声音拾取装置B4到被测对象1的振动面的距离差,有:
p(L+δL,t)=η·p(L,t) (式-9);
上述声音拾取装置A3与声音拾取装置B4到被测对象1的振动面的距离差δL的取值应使得δL→0,最好的范围为0<δL≤5mm;本实施例中,L为3mm,L+δL为6mm。
ρ为空气柱的密度,在标准状况下,空气密度约为1.29kg/m3;则:
使用步骤(d)中的声音拾取装置的增益比D进行修正时,将(式-6)、(式-7)和(式-8)带入(式-5)中,空气柱加速度信号a(x,t)为:
使用步骤(d)中的声音拾取装置的声波衰减率η进行修正时:
将(式-6)、(式-7)和(式-9)带入(式-5)中时,空气柱加速度信号a(x,t)为:
步骤44、利用解析软件对空气柱加速度信号a(x,t)进行FFT分析和MEM分析,检测被测对象1内部的缺陷状态。
本实施例中,所述激振装置5为空气枪或者冲击锤,所述声音拾取装置为麦克风,声音拾取装置A3与声音拾取装置B4分别为1号麦克风(或称为麦克风1)和2号麦克风(或称为麦克风2)。图1中,麦克风1对应Ch0通道,麦克风2对应Ch1通道。
为了作出对比,进一步,还可以在步骤S6中对其中任一声音拾取装置接收的声压信号进行FFT分析和MEM分析。
下面对本申请的原理进行进一步说明:
本发明利用两个麦克风同时测试物体表面在激振时产生的声音信号,对两个麦克风声压参数做增幅率修正,并带入进行差分处理,处理后的信号即为两个麦克风之间的空气柱的加速度。对该空气柱的加速度信号进行各类分析(如IE(Impact Ehco冲击回波法等),即可检测结构内部的缺陷状态。
1号麦克风和2号麦克风的布置如图1-4所示,麦克风顶部还设置有隔音罩6。
对称于激振点6,用两个同型麦克风同时拾取激振引起的声音信号。在距振动面(声源)距离x的麦克风,在时间t测试得到的物理量是空气压力p(x,t)。空气压力p(x,t)与空气粒子运动的关系,有:
其中,a(x,t):空气柱的加速度;
u(x,t):空气柱的速度;
亦即空气粒子的加速度可等效于空气压力梯度。
因此,采用距离为δL(δL→0)的两个麦克风接收的信号,可以计算出该点空气粒子的加速度:
利用该加速度进行相应的分析(FFT、MEM等),即可检测结构内部的缺陷状态。
同时发明人认识到,在(式-5)中,由于δL很小,p(L,t)、p(L+δL,t)的幅值差异会很小,此时麦克风本身的增益(增幅率)的差异就会带来不可忽视的误差。因此,对麦克风增益的差异带来的影响进行精密的修正,对保证信号质量有非常重要的意义。在实际的信号分析中,明确两个麦克风的增益是关键所在。为此,发明人提供了两种方法,一种方法是利用麦克风增益比D修正,另一种方法是利用麦克风声波衰减率η修正,在实际测试中,可以根据实际情况选用或者混用。
麦克风增益比D的标定和声波衰减率η的标定方法如下:
令距离测试表面近的为1号麦克风,其的声压灵敏度为A1,另一个为2号麦克风,其声压灵敏度为A2。增益比D=A2/A1,可以采用如下方法确定。
首先,在L位置(距离振动面的距离为L)设置1号麦克风,在L+δL位置(距离振动面的距离为L+δL)设置2号麦克风,激发的声压在L和L+δL位置依次为pL和pL+ΔL,且有pL+ΔL=η·pL。
若1号麦克风和2号麦克风测试得到的信号依次是s1和s2,有:
s1=pLA1
s2=pL+ΔLA2
此时,测试信号衰减率为
然后,将麦克风交换位置,亦即在L位置设置2号麦克风,在L+δL位置设置1号麦克风。同样,激发的声压在L和L+δL位置依次为pL'和p'L+ΔL,但是,1号麦克风和2号麦克风测试得到的信号依次是s1'和s2':
s1'=p'L+ΔL A1
s2'=pL'A2
此时,测试信号衰减率有:
由式-13和式-14,可得
利用上式得到的声波衰减率η,或者麦克风增益比D,即可对麦克风测试得到的信号进行修正。
那么在正式测试时:在L位置设置1号麦克风,在L+δL位置设置2号麦克风;1号麦克风和2号麦克风测试得到的信号依次是s1″和s2″:
s1″=p(L,t)A1,s2″=p(L+δL,t)A2,且有
根据式(13),
再根据式(3),
再根据式(4),s2″=p(L+δL,t)·D·A1;
则声压信号p(L+δL,t)被修正为
而进行差分时,式-5中的p(L+δL,t)-p(L,t)即可简化成
(式-5)即可简化为
或者
在修正时,根据式(13)
则由于声压信号p(L+δL,t)被修正为
而进行差分时,式-5中的p(L+δL,t)-p(L,t)即可简化成或者
(式-5)即可简化为
这时,只用一个麦克风的灵敏度参数,就可以测试到声压差,进而得到振动加速度。消除了双麦克风增益差异带来的误差,大大提高精度。
实际应用中,因为一套L及L+δL取值组合对应一个D和η,在声波衰减率η和/或麦克风增益比D标定过程使用的L、δL的取值应与正式测试时L、δL的取值相同,每次取值发生变化时,应对固定的L、L+δL组合进行相应标定。
以下给出一种具体应用示例,包括以下步骤:
a.根据测试要求,选择一段测试线路;
b.将测试装置固定在测试移动工具上并使麦克风1距离测试面3mm,麦克风2距离测试面6mm;
c.激振点与麦克风的布置如图3;
d.使用激振装置5(空气枪或者冲击锤)使待测对象产生振动;
e.通过测试装置中的麦克风接收激振产生的声音信号;
f.通过软件分析两个传感器的声压信号比,根据式-1得到测试信号衰减率D1;
g.交换两个麦克风的位置,重复上述d~f的过程,得到测试信号衰减率D2;
h.根据式-3得到的声波衰减率η,或者根据式-4得到的麦克风增益比D;
i.移动测试装置,对需要测试的位置连续激振并拾取产生的声音信号;
j.对拾取的声音信号按照衰减率η,或者麦克风增益比D加以修正;
k.对修正后的信号按照式-5差分处理后,即可得到空气柱的加速度a(x,t);
l.对加速度信号a(x,t)进行频谱分析(FFT、MEM等),即可得到结构的内部信息,如厚度、缺陷等。
下面带入具体的应用和数据进行模拟。
本实施例为声频测试结构内部缺陷:
1)将测试装置移动到被测体上,麦克风的位置同上,首先进行声波衰减率η,以及麦克风增益比D的标定;
2)通过标定,得到声波衰减率η=0.99,麦克风增益比D=0.98;
3)然后进行实际测试。测试得到的声压波形如图5,图5中Ch.0和Ch.1依次为Ch0通道和Ch1的声压信号;
4)将测试得到的两个麦克风的声压信号进行修正和差分处理后,得到的空气柱加速度信号为a(x,t),如图6;图6中Ch.0和Ch.1依次为Ch0通道和Ch1的声压信号处理后输出的结果,其中:Ch0通道保持声压;Ch1通道则是修正后进行差分的声压,也即是加速度。
5)将Ch0(麦克风测试声压信号)和Ch1也就是a(x,t)(加速度信号)进行的FFT分析结果;
6)将Ch0(麦克风测试声压信号)和Ch1也就是a(x,t)(加速度信号)进行的MEM分析结果;
麦克风测试声压信号Ch0和空气柱加速度信号Ch1也就是a(x,t)的FFT分析结果如图7,MEM分析结果如图8。
从图4-7可以看出,利用差分后的加速度信号,可以更有效地检测内部缺陷。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、确定被测对象(1),在被测对象(1)上选择一段测试线路;
S2、选择激振点(6),将测试装置固定在移动测试小车(2)上,所述测试装置包括2个声音拾取装置,分别为声音拾取装置A(3)和声音拾取装置B(4),2个声音拾取装置在平行于被测对象(1)的振动面上的投影到激振点的距离相等,且2个声音拾取装置距离被测对象(1)的振动面的距离分别为L、L+δL,δL>0;
S3、移动测试装置,并利用激振装置(5)连续作用于被测对象(1)需要测试的位置,使被测对象(1)产生连续激振;
S4、利用2个声音拾取装置接收激振产生的声压信号;
S5、对2个声音拾取装置接收的声压信号进行差分处理,得到空气柱加速度信号a(x,t),x表示声音拾取装置到振动面的距离,其取值为L≤x≤L+δL,t表示时间;
S6、利用解析软件对空气柱加速度信号a(x,t)进行分析,检测被测对象(1)内部的缺陷状态。
2.根据权利要求1所述的基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法,其特征在于,步骤S2与步骤S3之间还具有声音拾取装置标定步骤,该声音拾取装置标定步骤包括以下步骤(a)-(d):
(a)第一次测试:
(a1)利用激振装置(5)作用于被测对象(1),使被测对象(1)产生振动;
(a2)通过测试装置中的2个声音拾取装置接收激振产生的声压信号;
(a3)根据步骤(a2)中2个声音拾取装置接收的声压信号计算测试信号衰减率D1,
式1中,s1为步骤(a2)中声音拾取装置A拾取的声压信号,s2为步骤(a2)中声音拾取装置B拾取的声压信号;
(b)交换2个声音拾取装置的位置;
(c)第二次测试:
(c1)利用激振装置(5)作用于被测对象(1),使被测对象(1)产生振动;
(c2)通过测试装置中的2个声音拾取装置接收激振产生的声压信号;
(c3)根据步骤(c2)中2个声音拾取装置接收的声压信号计算测试信号衰减率D2,
式2中,s1'为步骤(c2)中声音拾取装置A拾取的声压信号,s2'为步骤(c2)中声音拾取装置B拾取的声压信号;
(d)计算声音拾取装置的声波衰减率η,或者声音拾取装置的增益比D,其中:
步骤S5具体包括步骤S51和步骤S52:
S51、使用步骤(d)中的声音拾取装置的声波衰减率η或者声音拾取装置的增益比D对其中1个或2个声音拾取装置接收的声压信号进行修正;
S52、对修正后的声压信号进行差分处理,得到空气柱加速度信号a(x,t)。
3.根据权利要求2所述的基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法,其特征在于,步骤S5中,空气柱加速度信号a(x,t)为:
其中,p(L+δL,t)为声音拾取装置B在时间t测得的空气压力, S2”为步骤S4中声音拾取装置B拾取的声压信号;
p(L,t)为声音拾取装置A在时间t测得的空气压力,S1”为步骤S4中声音拾取装置A拾取的声压信号;
A1为声音拾取装置A的声压灵敏度,A2为声音拾取装置B的声压灵敏度,且有:
D=A2/A1 (式-8);
L+δL为声音拾取装置B为距离被测对象(1)的振动面的距离,L为声音拾取装置A为距离被测对象(1)的振动面的距离,δL为声音拾取装置A与声音拾取装置B到被测对象(1)的振动面的距离差,有:
p(L+δL,t)=η·p(L,t) (式-9);
ρ为空气柱的密度;则:
使用步骤(d)中的声音拾取装置的增益比D进行修正后,将(式-6)、(式-7)和(式-8)带入(式-5)中,空气柱加速度信号a(x,t)为:
使用步骤(d)中的声音拾取装置的声波衰减率η进行修正后;
将(式-6)、(式-7)和(式-9)带入(式-5)中时,空气柱加速度信号a(x,t)为:
4.根据权利要求3所述的基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法,其特征在于,声音拾取装置A与声音拾取装置B到被测对象(1)的振动面的距离差δL的取值为δL→0。
5.根据权利要求1至4任一所述的基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法,其特征在于,0<δL≤7mm。
6.根据权利要求1至4任一所述的基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法,其特征在于,L为3mm,L+δL为6mm。
7.根据权利要求1至4任一所述的基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法,其特征在于,所述激振装置(5)为空气枪或者冲击锤。
8.根据权利要求1至4任一所述的基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法,其特征在于,所述声音拾取装置为麦克风。
9.根据权利要求1至4任一所述的基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法,其特征在于,步骤S6中利用解析软件对空气柱加速度信号a(x,t)进行分析包括FFT分析和MEM分析。
10.根据权利要求9所述的基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法,其特征在于,步骤S6中还对其中任一声音拾取装置接收的声压信号进行FFT分析和MEM分析。
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