CN113899786B - 脱粘损伤检测方法、装置及电子设备 - Google Patents

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CN113899786B CN202111209307.9A CN202111209307A CN113899786B CN 113899786 B CN113899786 B CN 113899786B CN 202111209307 A CN202111209307 A CN 202111209307A CN 113899786 B CN113899786 B CN 113899786B
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Abstract

本申请提供一种脱粘损伤检测方法、装置及电子设备，涉及结构检测技术领域，该方法包括：测量待检测试件在无损状态下每个压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为第一基准信号；在待检测试件出现损伤时，测量每个压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为真实损伤信号，基于第一基准信号和真实损伤信号得到第一损伤指标；将待检测试件上的检测区域划分为多个像素点，将每个像素点与一压电陶瓷传感器的距离代入损伤分布函数，基于第一损伤指标计算每个像素点相对于一压电陶瓷传感器的权重因子，以计算每个像素点的损伤概率；并确定待检测试件上的脱粘损伤位置。能够解决目前对脱粘损伤的检测灵敏度低的问题。

Description

脱粘损伤检测方法、装置及电子设备
技术领域
本申请涉及结构检测技术领域，具体而言，涉及一种脱粘损伤检测方法、装置及电子设备。
背景技术
粘接连接在工程中广泛应用，粘接组件内的应力传递与传统的机械紧固相比，应力分布更均匀，而且粘接的组件结构比机械紧固。复合材料、飞机、航天器部件和其他工业部件中都常用粘结连接的方式。以固体火箭发动机为例，其壳体、绝热层以及推进剂均通过粘接连接。发动机界面脱粘，包括壳体绝热层脱粘、绝热层衬层脱粘和推进剂脱粘等，是固体火箭发动机的最主要破坏模式之一，是限制发动机寿命的薄弱环节。而随着服役时间或贮存时间的增加，发动机界面粘接的可靠性也会大幅降低。但目前的常规粘接结构脱粘的检测方法中，受限于设备成本、射线源能量水平以及分辨率等因素，存在对脱粘损伤的检测灵敏度低的问题。
发明内容
有基于此，本申请实施例的目的在于提供一种脱粘损伤检测方法、装置、及电子设备，用以解决目前对脱粘损伤的检测灵敏度低的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种脱粘损伤检测方法，包括：
以待检测试件上设置的多个压电陶瓷传感器，测量所述待检测试件在无损状态下每个所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为第一基准信号；
在所述待检测试件出现损伤时，测量每个所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为真实损伤信号，基于所述第一基准信号和所述真实损伤信号得到第一损伤指标；
将所述待检测试件上的检测区域划分为多个像素点，将每个像素点与一所述压电陶瓷传感器的距离代入损伤分布函数，基于所述第一损伤指标计算每个像素点相对于一所述压电陶瓷传感器的权重因子，得到以一所述压电陶瓷传感器采集信号时，每个像素点的损伤概率；
基于每个点的损伤概率确定所述待检测试件上的脱粘损伤位置。
在上述实现过程中，可以通过在待检测件表面设置压电陶瓷传感器，利用机电阻抗的方法测量待检测试件的脱粘损伤位置，以均方根误差作为损伤指标表示待检测试件的损伤情况，能够解决目前对脱粘损伤的检测灵敏度低的问题，同时，本申请实施例采取在检测区域划分像素点的方式计算权重因子从而确定损伤位置，不仅能够灵活检测粘接结构是否存在损伤，还能够精确地定位损伤位置，提高了检测的准确性和可靠性。
可选地，在所述以待检测试件上设置的多个压电陶瓷传感器，测量所述待检测试件在无损状态下每个所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为第一基准信号之前，所述方法还包括：
在第一测试件上设置所述压电陶瓷传感器，基于对所述第一测试件进行扫频的结果，确定阻抗分析仪的扫频范围，并基于预设频段测量所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为第二基准信号；
在所述第一测试件上制作脱粘损伤，基于所述预设频段测量所述第一测试件在损伤状态下的第一机电阻抗数据；
基于所述第二基准信号和所述第一机电阻抗数据得到第二损伤指标；
在第二测试件上设置所述压电陶瓷传感器，所述第二测试件和所述压电陶瓷传感器之间的相对位置与所述第一测试件和所述压电陶瓷传感器之间的相对位置一致，基于所述预设频段确定所述第二测试件的第三基准信号；
在所述第二测试件上设置磁性件以模拟脱粘损伤，所述磁性件和所述第二测试件之间的相对位置与所述第一测试件和所述脱粘损伤的相对位置一致，基于所述预设频段测量所述第二测试件的第二机电阻抗数据；
基于所述第三基准信号和所述第二机电阻抗数据得到第三损伤指标；
调整所述磁性件的大小和数量，以控制所述第三损伤指标达到所述第二损伤指标的值；
移动所述磁性件并在每次移动后测量所述第二测试件的机电阻抗数据以作为模拟损伤信号，基于所述第三基准信号和所述模拟损伤信号得到第四损伤指标，并得到所述磁性件与所述压电陶瓷传感器的距离与所述第四损伤指标的关系曲线；
基于所述关系曲线确定所述损伤分布函数的函数参数。
在上述实现过程中，通过使用磁性件的方式模拟实际工况中的脱粘损伤，在第一测试件上制造损伤以及在第二测试件模拟损伤，并基于损伤指标的方式调整磁性件大小以及数量，能够使损伤模拟更为贴合实际损伤情况，以损伤指标随磁性件与压电陶瓷传感器的距离变化平缓时的值作为损伤分布函数的函数参数，能够进一步提高模拟损伤的准确性。
可选地，所述基于每个点的损伤概率确定所述待检测试件上的脱粘损伤位置包括：
对于每个像素点，叠加多个所述压电陶瓷传感器采集信号时的损伤概率，以得到每个像素点的目标损伤概率，最大所述目标损伤概率对应的像素点即为所述脱粘损伤位置。
在上述实现过程中，采用多个压电陶瓷传感器对每个划分的像素点进行一次测量，基于对每个测量出的损伤概率的加权换算，综合计算确定脱粘损伤位置，能够进一步提高检测结果的准确性。
可选地，所述基于所述关系曲线确定所述损伤分布函数的函数参数包括：
以所述关系曲线变化平缓时的X轴坐标值作为所述函数参数。
可选地，在所述基于每个点的损伤概率确定所述待检测试件上的脱粘损伤位置之后，所述方法还包括：
基于概率成像显示每个像素点的所述目标损伤概率，所述概率最大处即为脱粘损伤位置，并调整概率阈值显示损伤最大位置。
在上述实现过程中，通过显示每个像素点的损伤概率，可以更直观地展示待检测试件的脱粘损伤位置，根据调整概率阈值显示损伤最大位置，可以确定待检测试件的损伤情况，提高检测的精确度。
可选地，所述损伤分布函数为高斯分布函数，所述将每个像素点与一所述压电陶瓷传感器的距离代入损伤分布函数，基于所述第一损伤指标计算每个像素点相对于一所述压电陶瓷传感器的权重因子包括：
基于公式
Figure BDA0003308256400000041
计算所述权重因子，在所述公式中，Wn(x,y)为像素点(x,y)的权重因子，σ为所述函数参数，Rk(x,y)为所述像素点(x,y)与一所述压电陶瓷传感器的距离，μ为所述损伤分布函数的位置参数。
可选地，所述对于每个像素点，叠加多个所述压电陶瓷传感器采集信号时的损伤概率，以得到每个像素点的目标损伤概率包括：
基于公式
Figure BDA0003308256400000051
计算每个像素点的目标损伤概率，在所述公式中，DP为所述目标损伤概率，DI为所述第一损伤指标，Wn(x,y)为像素点(x,y)的权重因子，Rk(x,y)为所述像素点(x,y)与一所述压电陶瓷传感器的距离，β为单个所述压电陶瓷传感器的损伤指标影响范围。
第二方面，本申请实施例提供一种脱粘损伤检测装置，包括：
第一测量模块，用于以待检测试件上设置的多个压电陶瓷传感器，测量所述待检测试件在无损状态下每个所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为第一基准信号；
第二测量模块，用于在所述待检测试件出现损伤时，测量每个所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为真实损伤信号，基于所述第一基准信号和所述真实损伤信号得到第一损伤指标；
计算模块，用于将所述待检测试件上的检测区域划分为多个像素点，将每个像素点与一所述压电陶瓷传感器的距离代入损伤分布函数，基于所述第一损伤指标计算每个像素点相对于一所述压电陶瓷传感器的权重因子，得到以一所述压电陶瓷传感器采集信号时，每个像素点的损伤概率；
确定模块，用于基于每个点的损伤概率确定所述待检测试件上的脱粘损伤位置。
在上述实现过程中，可以通过在待检测件表面设置压电陶瓷传感器，利用机电阻抗的方法测量待检测试件的脱粘损伤位置，以均方根误差作为损伤指标表示待检测试件的损伤情况，能够解决目前对脱粘损伤的检测灵敏度低的问题，同时，本申请实施例采取在检测区域划分像素点的方式计算权重因子从而确定损伤位置，不仅能够灵活检测粘接结构是否存在损伤，还能够精确地定位损伤位置，提高了检测的准确性和可靠性。
可选地，脱粘损伤检测装置还可以包括函数参数确定模块，损伤函数参数确定模块具体用于：
基于在第一测试件上设置的所述压电陶瓷传感器，以及对所述第一测试件进行扫频的结果，确定阻抗分析仪的扫频范围，并基于预设频段测量所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为第二基准信号；
基于所述预设频段测量所述第一测试件在损伤状态下的第一机电阻抗数据；
基于所述第二基准信号和所述第一机电阻抗数据得到第二损伤指标；
基于在第二测试件上设置的所述压电陶瓷传感器，所述第二测试件和所述压电陶瓷传感器之间的相对位置与所述第一测试件和所述压电陶瓷传感器之间的相对位置一致，基于所述预设频段确定所述第二测试件的第三基准信号；
以在所述第二测试件上设置磁性件模拟脱粘损伤，所述磁性件和所述第二测试件之间的相对位置与所述第一测试件和所述脱粘损伤的相对位置一致，基于所述预设频段测量所述第二测试件的第二机电阻抗数据；
基于所述第三基准信号和所述第二机电阻抗数据得到第三损伤指标；
调整所述磁性件的大小和数量，以控制所述第三损伤指标达到所述第二损伤指标的值；
移动所述磁性件并在每次移动后测量所述第二测试件的机电阻抗数据以作为模拟损伤信号，基于所述第三基准信号和所述模拟损伤信号得到第四损伤指标，并得到所述磁性件与所述压电陶瓷传感器的距离与所述第四损伤指标的关系曲线；
基于所述关系曲线确定所述损伤分布函数的函数参数。
在上述实现过程中，通过使用磁性件的方式模拟实际工况中的脱粘损伤，在第一测试件上制造损伤以及在第二测试件模拟损伤，并基于损伤指标的方式调整磁性件大小以及数量，能够使损伤模拟更为贴合实际损伤情况，以损伤指标随磁性件与压电陶瓷传感器的距离变化平缓时的值作为损伤分布函数的函数参数，能够进一步提高模拟损伤的准确性。
可选地，确定模块可具体用于对于每个像素点，叠加多个所述压电陶瓷传感器采集信号时的损伤概率，以得到每个像素点的目标损伤概率，最大所述目标损伤概率对应的像素点即为所述脱粘损伤位置。
在上述实现过程中，采用多个压电陶瓷传感器对每个划分的像素点进行一次测量，基于对每个测量出的损伤概率的加权换算，综合计算确定脱粘损伤位置，能够进一步提高检测结果的准确性。
可选地，损伤函数参数确定模块还可具体用于以所述关系曲线变化平缓时的X轴坐标值作为所述函数参数。
可选地，脱粘损伤检测装置还可以包括成像模块，用于基于概率成像显示每个像素点的所述目标损伤概率，所述概率最大处即为脱粘损伤位置，并调整概率阈值显示损伤最大位置。
在上述实现过程中，通过显示每个像素点的损伤概率，可以更直观地展示待检测试件的脱粘损伤位置，根据调整概率阈值显示损伤最大位置，可以确定待检测试件的损伤情况，提高检测的精确度。
可选地，损伤函数参数确定模块还可具体用于基于公式
Figure BDA0003308256400000081
Figure BDA0003308256400000082
计算所述权重因子，在所述公式中，Wn(x,y)为像素点(x,y)的权重因子，σ为所述函数参数，Rk(x,y)为所述像素点(x,y)与一所述压电陶瓷传感器的距离，μ为所述损伤分布函数的位置参数。
可选地，计算模块可具体用于基于公式
Figure BDA0003308256400000083
Figure BDA0003308256400000084
计算每个像素点的目标损伤概率，在所述公式中，DP为所述目标损伤概率，DI为所述第一损伤指标，Wn(x,y)为像素点(x,y)的权重因子，Rk(x,y)为所述像素点(x,y)与一所述压电陶瓷传感器的距离，β为单个所述压电陶瓷传感器的损伤指标影响范围。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有程序指令，所述处理器读取并运行所述程序指令时，执行上述任一实现方式中的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供一种存储介质，所述可读取存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行上述任一实现方式中的步骤。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种脱粘损伤检测方法的步骤示意图；
图2为本申请实施例提供的确定损伤分布函数的函数参数的步骤示意图；
图3为本申请实施例提供的确定作为模拟损伤使用磁铁数量的实验结果图；
图4为本申请实施例提供的曲线变化示意图；
图5为本申请实施例提供的一种脱粘损伤检测装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
申请人在研究的过程中发现，目前常规的粘接界面脱粘的检测方法主要有，X射线技术、大型工业CT、传统超声波检测法等。但使用X射线难以穿透具有金属壳体的待检测件，导致金属壳体内部的脱粘损伤难以检测，而大型工业CT检测扫描过程时间过长，检测过程中受射线源能量水平、CT设备尺寸及场地空间诸多因素限制，且设备昂贵复杂，须布置在专门CT实验室，超声技术也是常用的无损检测方法，但目前通常采用的手持接触式超声检测方法分辨率低且依赖人工经验。由此可见，目前无法采用上述的检测方式实现对粘接结构的损伤进行灵活的检测。
因此，本申请实施例提供一种脱粘损伤检测方法，以提高对粘接结构损伤检测的灵活性。请参看图1，图1为本申请实施例提供的一种脱粘损伤检测方法的步骤示意图，该方法可以包括如下步骤：
在步骤S12中，以待检测试件上设置的多个压电陶瓷传感器，测量所述待检测试件在无损状态下每个所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为第一基准信号。
其中，第一基准信号可以通过预扫频确定频率范围，可以在待检测试件的待测结构区域的边缘位置粘贴多个压电陶瓷传感器，为了保证测量的准确性，至少在待测结构区域中布置三个压电陶瓷传感器。另外，也可以使用有较大的激励强度的压电传感器代替本申请实施例中的压电陶瓷传感器。
在步骤S13中，在所述待检测试件出现损伤时，测量每个所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为真实损伤信号，基于所述第一基准信号和所述真实损伤信号得到第一损伤指标。
示例性地，可以根据以下公式计算损伤指标：
Figure BDA0003308256400000111
其中，RMSD为损伤指标，
Figure BDA0003308256400000112
为基准状态下第i个频率点的阻抗实部，即表示标准工况，
Figure BDA0003308256400000113
为损伤状态下第i个频率点的阻抗实部，可以以DI表示第一损伤指标。
在步骤S14中，将所述待检测试件上的检测区域划分为多个像素点，将每个像素点与一所述压电陶瓷传感器的距离代入损伤分布函数，基于所述第一损伤指标计算每个像素点相对于一所述压电陶瓷传感器的权重因子，得到以一所述压电陶瓷传感器采集信号时，每个像素点的损伤概率。
其中，像素点可以为正方形像素点，正方形的边长可以根据待测结构区域的大小以及检测硬件设备具体设置，基于精准度的考量，一般在1mm以内。
示例性地，可以基于公式
Figure BDA0003308256400000114
计算所述权重因子，在所述公式中，Wn(x,y)为像素点(x,y)的权重因子，σ为所述函数参数，Rk(x,y)为所述像素点(x,y)与一所述压电陶瓷传感器的距离，μ为所述损伤分布函数的位置参数。
在步骤S15中，基于每个点的损伤概率确定所述待检测试件上的脱粘损伤位置。
由此可见，在本申请实施例中，可以通过在待检测件表面设置压电陶瓷传感器，利用机电阻抗的方法测量待检测试件的脱粘损伤位置，以均方根误差作为损伤指标表示待检测试件的损伤情况，能够解决目前对脱粘损伤的检测灵敏度低的问题，同时，本申请实施例采取在检测区域划分像素点的方式计算权重因子从而确定损伤位置，不仅能够灵活检测粘接结构是否存在损伤，还能够精确地定位损伤位置，提高了检测的准确性和可靠性。
可选地，针对步骤S14中提出的损伤分布函数，本申请实施例提供一种确定损伤分布函数的函数参数的施行步骤，请参看图2，图2为本申请实施例提供的确定损伤分布函数的函数参数的步骤示意图，该步骤施行于步骤S12之前，可以包括如下：
在步骤S111中，在第一测试件上设置所述压电陶瓷传感器，基于对所述第一测试件进行扫频的结果，确定阻抗分析仪的扫频范围，并基于预设频段测量所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为第二基准信号。
其中，第一测试件是与待检测试件相同的试件，本申请实施例通过在第一测试件上进行预实验确定阻抗分析仪的扫频范围以及在敏感频段下测量无损状态的压电陶瓷传感器的机电阻抗实部数据，以作为第二基准信号。其中，敏感频段是在阻抗实部数据中选取出来的，可以选取在阻抗实部数据中峰值频率或峰值大小变化大于一定值的频段作为敏感频段。
在步骤S112中，在所述第一测试件上制作脱粘损伤，基于所述预设频段测量所述第一测试件在损伤状态下的第一机电阻抗数据。
在步骤S113中，基于所述第二基准信号和所述第一机电阻抗数据得到第二损伤指标。
示例性地，第二损伤指标也可以根据公式
Figure BDA0003308256400000131
确定，可以以DIb表示所述第二损伤指标。
在步骤S114中，在第二测试件上设置所述压电陶瓷传感器，所述第二测试件和所述压电陶瓷传感器之间的相对位置与所述第一测试件和所述压电陶瓷传感器之间的相对位置一致，基于所述预设频段确定所述第二测试件的第三基准信号。
其中，第二测试件也是与待检测试件相同的试件。
在步骤S115中，在所述第二测试件上设置磁性件以模拟脱粘损伤，所述磁性件和所述第二测试件之间的相对位置与所述第一测试件和所述脱粘损伤的相对位置一致，基于所述预设频段测量所述第二测试件的第二机电阻抗数据。
在步骤S116中，基于所述第三基准信号和所述第二机电阻抗数据得到第三损伤指标。
在步骤S117中，调整所述磁性件的大小和数量，以控制所述第三损伤指标达到所述第二损伤指标的值。
在步骤S118中，移动所述磁性件并在每次移动后测量所述第二测试件的机电阻抗数据以作为模拟损伤信号，基于所述第三基准信号和所述模拟损伤信号得到第四损伤指标，并得到所述磁性件与所述压电陶瓷传感器的距离与所述第四损伤指标的关系曲线。
其中，磁性件可以是磁铁，通过调整磁性件的大小以及数量，使磁性件模拟的损伤更准确，第三损伤指标以及第四损伤指标的计算方式均参见第一损伤指标的计算公式，此处不再赘述，可以控制磁性件模拟损伤与压电传感器的距离从小到大变化，方便得到变化曲线，分别以DIs和DId表示第三损伤指标以及第四损伤指标。
以Ds表示磁性件与压电陶瓷传感器的距离，在多次移动磁性件以及测量机电阻抗数据之后，得到DId随Ds的变化曲线。
在步骤S119中，基于所述关系曲线确定所述损伤分布函数的函数参数。
由此可见，本申请实施例通过使用磁性件的方式模拟实际工况中的脱粘损伤，在第一测试件上制造损伤以及在第二测试件模拟损伤，并基于损伤指标的方式调整磁性件大小以及数量，能够使损伤模拟更为贴合实际损伤情况，以损伤指标随磁性件与压电陶瓷传感器的距离变化平缓时的值作为损伤分布函数的函数参数，能够进一步提高模拟损伤的准确性。
具体地，可以以所述关系曲线变化平缓时的X轴坐标值作为所述函数参数，即DId随Ds变化平缓时的距离值，以σ表示所述函数参数。
应当理解的是，本申请实施例中使用高斯分布函数作为损伤分布函数仅仅是示意性的，在实际应用过程中，还可以使用其他能够完整地描述损伤变量的统计规律，并且决定损伤变量的其他概率特征的分布函数作为损伤分布函数。
在一可选的实施例中，针对步骤S15，对于每个像素点，叠加多个所述压电陶瓷传感器采集信号时的损伤概率，以得到每个像素点的目标损伤概率，最大所述目标损伤概率对应的像素点即为所述脱粘损伤位置。
由此可见，本申请实施例采用多个压电陶瓷传感器对每个划分的像素点进行一次测量，基于对每个测量出的损伤概率的加权换算，综合计算确定脱粘损伤位置，能够进一步提高检测结果的准确性。
可选地，在步骤S15之后，所述方法还可以包括：基于概率成像显示每个像素点的所述目标损伤概率，所述概率最大处即为脱粘损伤位置，并调整概率阈值显示损伤最大位置。
由此可见，本申请实施例通过显示每个像素点的损伤概率，可以更直观地展示待检测试件的脱粘损伤位置，根据调整概率阈值显示损伤最大位置，可以确定待检测试件的损伤情况，提高检测的精确度。
示例性地，本申请实施例以采用三个完全相同的待检测钢板-橡胶粘接试件A、B、C进行说明，其中，A为待检测试件，C为第一测试件，C为第二测试件，压电陶瓷传感器为环氧树脂胶粘贴压电陶瓷PZT，待检测钢板-橡胶粘接试件的尺寸为250*250mm，钢板和橡胶粘接试件的厚度均为3mm，以粘结结构的一角作为坐标原点，在粘结结构的(62.5，62.5)处设置环氧树脂胶粘贴压电陶瓷PZT，该PZT的尺寸为直径20mm，厚1mm，将压电陶瓷传感器的引出线连接在阻抗分析仪上；通过预扫频实验确定粘结结构的机电阻抗的敏感范围，确定扫频范围为500-10000Hz，采集点数为500，并测量无损状态的结构机电阻抗实部数据。
在试件C上靠近中间位置制作一个脱粘损伤，损伤大小与实际工况出现的损伤大小相同，采用相同频段测量损伤状态下的第一机电阻抗数据，使用压电陶瓷传感器测得的第二基准信号和第一机电阻抗数据，以第一机电阻抗数据作为损伤信号，并基于公式
Figure BDA0003308256400000151
求得第二损伤指标。在本申请实施例中，第二损伤指标的值为0.082。
取试件B，在与试件C的同一位置粘贴相同压电陶瓷传感器；然后以同样的扫频范围测量试件B在无损状态下的基准数据，并以该基准数据作为第三基准信号。在粘结结构上放置磁性件作为模拟损伤，该磁性件为直径6mm，厚度3mm的磁铁，数量由1增加到10，测量每个损伤状态下压电陶瓷传感器的机电阻抗实部数据，并计算第三损伤指标，记为DIs，将DIs与DIb对比，调整磁铁的大小与数量，使得模拟损伤指标DIs尽可能与基准损伤指标DIb接近。请参看图3，图3为本申请实施例提供的确定作为模拟损伤使用磁铁数量的实验结果图。
通过对比选择数量为5个的直径6mm，厚度3mm的磁铁作为模拟损伤，在试件B的结构上移动模拟损伤，使损伤与传感器的距离从小到大变化，模拟损伤到传感器的距离记为Ds，每次移动都测量一次机电阻抗数据，作为模拟损伤信号。使用试件B的第三基准信号与模拟损伤信号计算损伤指标DId,得到DId随Ds的变化关系曲线，通过DId-Ds曲线确定损伤分布函数的σ参数，参数取DId-Ds曲线变化平缓时的x轴坐标值，即DId随距离变化平缓时的距离值，请参看图4，图4为本申请实施例提供的曲线变化示意图，由图中的实验结果确定在本申请实施例中σ参数的值为60mm。
在一可选的实施例中，针对步骤S14，损伤分布函数可以为高斯分布函数，可以基于公式
Figure BDA0003308256400000161
计算所述权重因子，在所述公式中，Wn(x,y)为像素点(x,y)的权重因子，σ为所述函数参数，Rk(x,y)为所述像素点(x,y)与一所述压电陶瓷传感器的距离，μ为所述损伤分布函数的位置参数。
取待检测试件A，以粘结结构的一角作为坐标原点，在粘结结构的(62.5，62.5)、(62.5，187.5)、(187.5，62.5)、(187.5，187.5)处用设置压电陶瓷传感器，类型和尺寸与试件B上设置的压电陶瓷传感器相同；在相同的扫频范围下依次测量被测试件无损状态下压电陶瓷传感器的机电阻抗实部数据作为第一基准信号。
在试件A出现损伤后，依次测量各个压电陶瓷传感器的机电阻抗实部数据，作为真实损伤信号，使用每个压电陶瓷传感器测得的第一基准信号和真实损伤信号第一损伤指标并记为DI。
将待检测区域划分为若干个正方形像素点，基于
Figure BDA0003308256400000171
Figure BDA0003308256400000172
计算任意像素点(x,y)到压电陶瓷传感器k的距离Rk(x,y)。
以高斯分布函数为损伤分布函数，根据该像素点(x,y)到压电陶瓷传感器k的距离Rk(x,y)，代入损伤分布函数，基于公式
Figure BDA0003308256400000173
Figure BDA0003308256400000174
计算该像素点相对于压电陶瓷传感器k的权重因子Wn(x,y)，将压电陶瓷传感器k计算的第一损伤指标与权重因子Wn(x,y)相乘以得到由压电陶瓷传感器k采集信号时像素点(x,y)的损伤概率。其中，函数参数σ的值经由步骤S111至步骤S119得出，μ值取零。
分别基于上述步骤计算每个像素点的损伤概率，并基于公式
Figure BDA0003308256400000175
Figure BDA0003308256400000176
计算每个像素点的目标损伤概率，其中β为单个所述压电陶瓷传感器的损伤指标影响范围，在本申请实施例中，取177。
最后基于概率成像显示每个像素点的所述目标损伤概率，所述概率最大处即为脱粘损伤位置，并调整概率阈值显示损伤最大位置。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种脱粘损伤检测装置50，请参看图5，图5为本申请实施例提供的一种脱粘损伤检测装置的示意图，该脱粘损伤检测装置50可以包括：
第一测量模块51，用于以待检测试件上设置的多个压电陶瓷传感器，测量所述待检测试件在无损状态下每个所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为第一基准信号。
第二测量模块52，用于在所述待检测试件出现损伤时，测量每个所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为真实损伤信号，基于所述第一基准信号和所述真实损伤信号得到第一损伤指标。
计算模块53，用于将所述待检测试件上的检测区域划分为多个像素点，将每个像素点与一所述压电陶瓷传感器的距离代入损伤分布函数，基于所述第一损伤指标计算每个像素点相对于一所述压电陶瓷传感器的权重因子，得到以一所述压电陶瓷传感器采集信号时，每个像素点的损伤概率。
确定模块54，用于基于每个点的损伤概率确定所述待检测试件上的脱粘损伤位置。
可选地，脱粘损伤检测装置50还可以包括函数参数确定模块，损伤函数参数确定模块具体用于：
基于在第一测试件上设置的所述压电陶瓷传感器，以及对所述第一测试件进行扫频的结果，确定阻抗分析仪的扫频范围，并基于预设频段测量所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为第二基准信号；
基于所述预设频段测量所述第一测试件在损伤状态下的第一机电阻抗数据；
基于所述第二基准信号和所述第一机电阻抗数据得到第二损伤指标；
基于在第二测试件上设置的所述压电陶瓷传感器，所述第二测试件和所述压电陶瓷传感器之间的相对位置与所述第一测试件和所述压电陶瓷传感器之间的相对位置一致，基于所述预设频段确定所述第二测试件的第三基准信号；
以在所述第二测试件上设置磁性件模拟脱粘损伤，所述磁性件和所述第二测试件之间的相对位置与所述第一测试件和所述脱粘损伤的相对位置一致，基于所述预设频段测量所述第二测试件的第二机电阻抗数据；
基于所述第三基准信号和所述第二机电阻抗数据得到第三损伤指标；
调整所述磁性件的大小和数量，以控制所述第三损伤指标达到所述第二损伤指标的值；
移动所述磁性件并在每次移动后测量所述第二测试件的机电阻抗数据以作为模拟损伤信号，基于所述第三基准信号和所述模拟损伤信号得到第四损伤指标，并得到所述磁性件与所述压电陶瓷传感器的距离与所述第四损伤指标的关系曲线；
基于所述关系曲线确定所述损伤分布函数的函数参数。
可选地，确定模块54可具体用于对于每个像素点，叠加多个所述压电陶瓷传感器采集信号时的损伤概率，以得到每个像素点的目标损伤概率，最大所述目标损伤概率对应的像素点即为所述脱粘损伤位置。
可选地，损伤函数参数确定模块还可具体用于以所述关系曲线变化平缓时的X轴坐标值作为所述函数参数。
可选地，脱粘损伤检测装置50还可以包括成像模块，用于基于概率成像显示每个像素点的所述目标损伤概率，所述概率最大处即为脱粘损伤位置，并调整概率阈值显示损伤最大位置。
可选地，损伤函数参数确定模块还可具体用于基于公式
Figure BDA0003308256400000201
Figure BDA0003308256400000202
计算所述权重因子，在所述公式中，Wn(x,y)为像素点(x,y)的权重因子，σ为所述函数参数，Rk(x,y)为所述像素点(x,y)与一所述压电陶瓷传感器的距离，μ为所述损伤分布函数的位置参数。
可选地，计算模块53可具体用于基于公式
Figure BDA0003308256400000203
Figure BDA0003308256400000204
计算每个像素点的目标损伤概率，在所述公式中，DP为所述目标损伤概率，DI为所述第一损伤指标，Wn(x,y)为像素点(x,y)的权重因子，Rk(x,y)为所述像素点(x,y)与一所述压电陶瓷传感器的距离，β为单个所述压电陶瓷传感器的损伤指标影响范围。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有程序指令，所述处理器读取并运行所述程序指令时，执行上述任一实现方式中的步骤。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种存储介质，所述可读取存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行上述任一实现方式中的步骤。
所述存储介质可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等各种可以存储程序代码的介质。其中，存储介质用于存储程序，所述处理器在接收到执行指令后，执行所述程序，本发明实施例任一实施例揭示的过程定义的电子终端所执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
可以替换的，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。
所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种脱粘损伤检测方法，其特征在于，包括：
以待检测试件上设置的多个压电陶瓷传感器，测量所述待检测试件在无损状态下每个所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为第一基准信号；
在所述待检测试件出现损伤时，测量每个所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为真实损伤信号，基于所述第一基准信号和所述真实损伤信号得到第一损伤指标；
将所述待检测试件上的检测区域划分为多个像素点，将每个像素点与一所述压电陶瓷传感器的距离代入损伤分布函数，基于所述第一损伤指标计算每个像素点相对于一所述压电陶瓷传感器的权重因子，得到以一所述压电陶瓷传感器采集信号时，每个像素点的损伤概率；
基于每个点的损伤概率确定所述待检测试件上的脱粘损伤位置；
在所述以待检测试件上设置的多个压电陶瓷传感器，测量所述待检测试件在无损状态下每个所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为第一基准信号之前，所述方法还包括：
在第一测试件上设置所述压电陶瓷传感器，基于对所述第一测试件进行扫频的结果，确定阻抗分析仪的扫频范围，并基于预设频段测量所述压电陶瓷传感器的机电阻抗数据以作为第二基准信号；
在所述第一测试件上制作脱粘损伤，基于所述预设频段测量所述第一测试件在损伤状态下的第一机电阻抗数据；
基于所述第二基准信号和所述第一机电阻抗数据得到第二损伤指标；
在第二测试件上设置所述压电陶瓷传感器，所述第二测试件和所述压电陶瓷传感器之间的相对位置与所述第一测试件和所述压电陶瓷传感器之间的相对位置一致，基于所述预设频段确定所述第二测试件的第三基准信号；
在所述第二测试件上设置磁性件以模拟脱粘损伤，所述磁性件和所述第二测试件之间的相对位置与所述第一测试件和所述脱粘损伤的相对位置一致，基于所述预设频段测量所述第二测试件的第二机电阻抗数据；
基于所述第三基准信号和所述第二机电阻抗数据得到第三损伤指标；
调整所述磁性件的大小和数量，以控制所述第三损伤指标达到所述第二损伤指标的值；
移动所述磁性件并在每次移动后测量所述第二测试件的机电阻抗数据以作为模拟损伤信号，基于所述第三基准信号和所述模拟损伤信号得到第四损伤指标，并得到所述磁性件与所述压电陶瓷传感器的距离与所述第四损伤指标的关系曲线；
基于所述关系曲线确定所述损伤分布函数的函数参数；
所述基于所述关系曲线确定所述损伤分布函数的函数参数包括：
以所述关系曲线变化平缓时的X轴坐标值作为所述函数参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每个点的损伤概率确定所述待检测试件上的脱粘损伤位置包括：
对于每个像素点，叠加多个所述压电陶瓷传感器采集信号时的损伤概率，以得到每个像素点的目标损伤概率，最大所述目标损伤概率对应的像素点即为所述脱粘损伤位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述基于每个点的损伤概率确定所述待检测试件上的脱粘损伤位置之后，所述方法还包括：
基于概率成像显示每个像素点的所述目标损伤概率，所述概率最大处即为脱粘损伤位置，并调整概率阈值显示损伤最大位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述损伤分布函数为高斯分布函数，所述将每个像素点与一所述压电陶瓷传感器的距离代入损伤分布函数，基于所述第一损伤指标计算每个像素点相对于一所述压电陶瓷传感器的权重因子包括：
基于公式
Figure FDA0003662081350000031
计算所述权重因子，在所述公式中，Wn(x，y)为像素点(x，y)的权重因子，σ为所述函数参数，Rk(x，y)为所述像素点(x，y)与一所述压电陶瓷传感器的距离，μ为所述损伤分布函数的位置参数。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对于每个像素点，叠加多个所述压电陶瓷传感器采集信号时的损伤概率，以得到每个像素点的目标损伤概率包括：
基于公式
Figure FDA0003662081350000041
计算每个像素点的目标损伤概率，在所述公式中，DP为所述目标损伤概率，DI为所述第一损伤指标，Wn(x，y)为像素点(x，y)的权重因子，Rk(x，y)为所述像素点(x，y)与一所述压电陶瓷传感器的距离，β为单个所述压电陶瓷传感器的损伤指标影响范围。
6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有程序指令，所述处理器运行所述程序指令时，执行权利要求1-5中任一项所述方法中的步骤。
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