CN115753983A - 基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法及系统，所述方法包括：利用设置有自动力锤的爬行机器人作为激励装置，敲击组合结构的待检测表面以产生重复性脉冲激励信号；在组合结构的待检测表面上方设置至少一个低频麦克风和高频麦克风阵列作为感应装置，对待检测表面产生的应力波进行检测；其中，高频麦克风阵列包括多个高频麦克风，一方面用于进行冲击‑声振测试，实现对组合结构界面损伤的快速评估，一方面用于进行多道面波测试，实现对组合结构界面损伤的精细化检测；低频麦克风用于校验高频麦克风阵列测试数据的准确性。本发明能够显著提升界面损伤的识别效率和识别精度。

Description

基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法及系统

技术领域

本发明涉及结构工程损伤检测技术领域，特别涉及一种基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法及系统。

背景技术

钢-混凝土组合结构、FRP/钢板加固混凝土结构的界面粘结损伤测试，是土木工程损伤检测领域的重大挑战和研究热点，主要原因是该类界面损伤一般位于界面处，不可见且隐蔽性强。由于存在承载力降低、诱发锈蚀的风险，界面粘结状态的高效检测具有重要工程意义。然而，该类损伤一般为隐蔽性缺陷，采用传统检测技术检测精度和测试效率低，接触式传感器安装和拆卸过程的人工消耗大，难以满足日益发展的实际工程需求。

基于听觉的敲击法作为一种钢-混凝土组合结构和粘钢加固构件界面损伤的快速诊断方法，被广泛应用于实际工程中的定性测试。然而该方法测试精度和效率低，对测试技术人员经验的依赖性高，难以适用于钢板厚度较大的情形。

为了提升敲击法的测试精度，使其实现定性测试向定量测试的跨越，基于麦克风作为拾音器记录音频信号的冲击-声振方法初步得到了应用。但是该方法一般采用手持式自动力锤和单个传统低频麦克风(响应频率小于20kHz)，测试精度相对较差。当钢板厚度较大时，声频信号由于钢板的刚度过大导致超频现象(>20kHz)，因此该方法并不适用于钢板较厚的钢-混凝土组合结构。

近年来，基于面波和多道面波测试技术得以推广，申请人团队提出了基于接触式传感器阵列的多道面波方法测试钢-混凝土界面损伤，并开展了一系列的理论研究和数值模拟分析。然而，该方法需要黏贴传感器，现场人工作业量大且粘贴效果难以精准控制，对传感器阵列的数据影响较大，存在显著的技术弊端。此外，对于塔桥等高空/临空面的测试，操作人员难以触及，结构界面损伤检测存在困难，目前仍然属于测试盲区。

作为一种非接触式测试方法，工业麦克风拾音器由于不需要安装，相比与接触式传感器，测试效率得以显著提升。对于厚钢板构件或者界面尺寸较小时，界面处钢板的振动频率会超过传统的麦克风频率20kHz，因此采用高频麦克风(100kHz)可以极大的提升冲击-声振测试技术的精度和适用范围。此外，已有研究表明，高灵敏度的高频麦克风与钢板距离较近时，可以采集钢板的竖向振动，为开展基于高频麦克风阵列的多道面波测试提供了依据。

发明内容

本发明针对传统冲击-声振方法不适用于厚钢板构件、小尺寸界面损伤测不准的局限性，多道面波测试传感器安装导致的测试效率低和高空/临空等危险测试区域不能测的瓶颈问题，手持式敲击力锤对敲击的角度、力度和连击/双击现象难以控制的问题，提供一种基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法及系统，实现冲击-声振和多道面波分析法的自动化测试和非接触式测试，提升界面损伤测试的精度，解决组合结构界面损伤所面临的技术瓶颈。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下方案：

一方面，提供了一种基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法，包括以下步骤：

利用设置有自动力锤的爬行机器人作为激励装置，敲击组合结构的待检测表面以产生重复性脉冲激励信号；

在组合结构的待检测表面上方设置至少一个低频麦克风和高频麦克风阵列作为感应装置，对待检测表面产生的应力波进行检测；

其中，所述高频麦克风阵列包括多个高频麦克风，一方面用于进行冲击-声振测试，实现对组合结构界面损伤的快速评估，确定界面损伤的位置，一方面用于进行多道面波测试，实现对组合结构界面损伤的精细化检测，确定界面损伤的尺寸；所述低频麦克风用于校验所述高频麦克风阵列测试数据的准确性。

优选地，所述高频麦克风阵列与钢板之间的距离小于或等于预设距离，以使得所述高频麦克风阵列能够感应钢板的竖向振动，用于多道面波测试；

根据所述高频麦克风阵列采集的测试信号，基于多道面波分析方法，对测试信号进行频散特性分析，基于冲击-声振分析方法，对测试信号进行幅值、能量、主频变化分析，实现对界面损伤的定位与成像。

优选地，所述自动力锤的敲击间隔为1s，所述高频麦克风阵列与钢板之间的距离小于或等于1mm。

优选地，所述低频麦克风对所述高频麦克风阵列测试数据进行校验具体包括：

自动力锤施加重复性脉冲激励信号；

采集所述低频麦克风和所述高频麦克风阵列中的高频麦克风的测试信号；

对比所述低频麦克风和其中一个或多个所述高频麦克风的测试信号的时域分量和频域分量是否一致；

若一致，表明所述低频麦克风和所述高频麦克风均在测试范围内，均能够用于冲击-声振测试；若不一致，将所述高频麦克风的测试信号与理论和仿真结果进行对比，判断是否超出所述高频麦克风的测试范围；

在未超出所述高频麦克风的测试范围的情况下，利用所述高频麦克风阵列同时进行冲击-声振测试和多道面波测试。

一方面，提供了一种基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试系统，包括激励装置和感应装置，所述激励装置为设置有自动力锤的爬行机器人，用于敲击组合结构的待检测表面以产生重复性脉冲激励信号；所述感应装置包括设置在组合结构的待检测表面上方的至少一个低频麦克风和高频麦克风阵列，用于对待检测表面产生的应力波进行检测；

其中，所述高频麦克风阵列包括多个高频麦克风，一方面用于进行冲击-声振测试，实现对组合结构界面损伤的快速检测，一方面用于进行多道面波测试，实现对组合结构界面损伤的精细化检测；所述低频麦克风用于校验所述高频麦克风阵列测试数据的准确性。

优选地，所述爬行机器人包括壳体，所述壳体的底部安装有四个高强磁铁制作的驱动轮，利用磁力提供爬行机器人与钢板之间的吸附力，从而实现所述爬行机器人沿水平方向或竖直方向爬行；

所述壳体内部安装有控制器，所述自动力锤安装在所述壳体的侧部，并且与所述控制器相连；所述控制器对所述自动力锤的敲击力度、敲击角度、敲击速度进行控制；

所述壳体的顶部设有天线和信号接收器，用于接收远程控制信号。

优选地，所述系统还包括支撑机构和提升机构，所述高频麦克风阵列中的多个高频麦克风以均匀间隔安装在所述支撑机构上，所述低频麦克风也安装在所述支撑机构上，并位于所述高频麦克风阵列的一侧；所述提升机构连接所述支撑机构，用于带动所述支撑机构升高或下降，从而调节多个所述高频麦克风以及所述低频麦克风与钢板的距离。

优选地，所述支撑机构包括导杆和安装在所述导杆上的多个固定夹具，每个所述高频麦克风和所述低频麦克风均通过一个固定夹具进行固定，多个固定夹具在所述导杆上以均匀间隔排列。

优选地，所述提升机构包括设置在所述壳体前侧的提升导板和设置在所述壳体内的升降齿轮，所述提升导板与所述升降齿轮相啮合，所述导杆的一端与所述提升导板固定，所述升降齿轮由所述控制器控制转动，从而带动所述提升导板升降，进而带动所述导杆升降；

所述提升导板的底部设置限位滚轮，以防止所述低频麦克风和所述高频麦克风的端头与钢板表面接触。

优选地，所述测试系统包括两个爬行机器人和两个低频麦克风，两个所述低频麦克风分别设置在所述高频麦克风阵列的两侧，两个所述爬行机器人分别设置在两个所述低频麦克风的外侧；两个所述爬行机器人能够分别敲击不同位置进行测试，提升测试效率。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本发明采用高低频麦克风组合、高频麦克风阵列、自动力锤和磁吸附轮式一体的爬行机器人，同时开展高精度的冲击-声振测试和多道面波测试；基于冲击-声振测试可实现界面损伤的快速评估，基于高频麦克风的多道面波测试可以实现对界面损伤的精细化检测，能够显著提升界面损伤的识别精度，具有广阔的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明实施例提供的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试系统的立面图；

图2是本发明实施例提供的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试系统的俯视图；

图3是本发明实施例提供的20kHz低频麦克风的示意图；

图4是本发明实施例提供的100kHz高频麦克风的示意图；

图5是本发明实施例提供的爬行机器人的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的水平爬行测试工况示意图；

图7是本发明实施例提供的竖向爬行测试工况示意图；

图8是本发明实施例提供的支撑机构的侧视图；

图9是本发明实施例提供的支撑机构的立面图；

图10是本发明实施例提供的固定夹具的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的提升机构的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的测试系统的测试过程示意图。

如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在本发明的保护范围中。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例提供了一种基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法，所述方法基于如图1和图2所示的测试系统，具体包括以下步骤：

利用设置有自动力锤11的爬行机器人1作为激励装置，敲击组合结构的待检测表面以产生高质量的重复性脉冲激励信号；

在组合结构的待检测表面上方设置至少一个低频麦克风21和高频麦克风阵列2作为感应装置，对待检测表面产生的应力波进行检测；

其中，高频麦克风阵列2包括多个高频麦克风22，如图1和图2中所示为高频麦克风22-1至高频麦克风22-n，具体数量n根据实际需求设置，例如可以设置n为24、36等。高频麦克风阵列2一方面用于进行冲击-声振测试，实现对组合结构界面损伤的快速评估，确定界面损伤的位置；一方面用于进行多道面波测试，实现对组合结构界面损伤的精细化检测，确定界面损伤的尺寸；低频麦克风21用于校验高频麦克风阵列2测试数据的准确性。

本发明实施例中，20kHz低频麦克风和100kHz高频麦克风的结构分别如图3和图4所示。本发明采用高低频麦克风组合和高频麦克风阵列作为声频和振动信号的感应装置，高精度全自动力锤作为可控的高质量激励源，并采用磁吸式爬行机器人作为载体，实现冲击-声振和多道面波法的自动化测试和非接触式测量。基于冲击-声振测试可实现损伤的快速评估，基于高频麦克风的多道面波测试可以实现对界面损伤的精细化检测，从而提升界面损伤测试的精度，解决组合结构界面损伤所面临的技术瓶颈。

具体地，高频麦克风阵列2与钢板之间的距离小于或等于预设距离，以使得高频麦克风阵列2能够感应钢板的竖向振动，用于多道面波测试；根据高频麦克风阵列2采集的测试信号，基于多道面波分析方法，对测试信号进行频散特性分析，基于冲击-声振分析方法，对测试信号进行幅值、能量、主频变化分析，实现对界面损伤的定位与成像。

作为本发明的一种优选实施方式，在具体案例中，自动力锤11的敲击间隔设为1s，产生重复性脉冲激励信号，高频麦克风阵列2与钢板之间的距离小于或等于1mm，以感应钢板的竖向振动。高频麦克风阵列2采集的测试数据包括信号能量、信号频率、信号幅值，以及非接触式麦克风感知的表面波频散特性，以上述参数同时作为损伤评估的指标，实现多参数、多方法的损伤评估，避免传统测试方法造成的误判，提升测试精度。

进一步地，低频麦克风21对高频麦克风阵列2测试数据进行校验具体包括：

自动力锤11施加重复性脉冲激励信号；

采集低频麦克风21和高频麦克风阵列2中的高频麦克风22的测试信号；

对比低频麦克风21和其中一个或多个高频麦克风22的测试信号的时域分量和频域分量是否一致；

若一致，表明低频麦克风21和高频麦克风22均在测试范围内(20kHz内)，均能够用于冲击-声振测试；若不一致，将高频麦克风22的测试信号与理论和仿真结果进行对比，判断是否超出高频麦克风22的测试范围(100kHz)；

在未超出高频麦克风22的测试范围的情况下，利用高频麦克风阵列22同时进行冲击-声振测试和多道面波测试。

若超出，需采用其他的测试方法。

相应地，本发明的实施例还提供了一种基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试系统，图1是本发明实施例提供的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试系统的立面图，图2是本发明实施例提供的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试系统的俯视图。

所述测试系统包括激励装置和感应装置，所述激励装置为设置有自动力锤11的爬行机器人1，用于敲击组合结构的待检测表面以产生高质量的重复性脉冲激励信号；所述感应装置包括设置在组合结构的待检测表面上方的至少一个低频麦克风21和高频麦克风阵列2，用于对待检测表面产生的应力波进行检测；

其中，高频麦克风阵列2包括多个高频麦克风22，如图1和图2中所示为高频麦克风22-1至高频麦克风22-n，具体数量n根据实际需求设置，例如可以设置n为24、36等。高频麦克风阵列2一方面用于进行冲击-声振测试，实现对组合结构界面损伤的快速检测，一方面用于进行多道面波测试，实现对组合结构界面损伤的精细化检测；低频麦克风21用于校验所述高频麦克风阵列测试数据的准确性。

进一步地，如图5所示，爬行机器人1包括壳体10，壳体10的底部安装有四个高强磁铁制作的驱动轮12，利用磁力提供爬行机器人1与钢板之间的吸附力，从而实现爬行机器人1沿水平方向或竖直方向爬行，如图6和图7所示；

壳体10内部安装有控制器(未示出)，自动力锤11安装在壳体10的侧部，并且与所述控制器相连；所述控制器对自动力锤11的敲击力度、敲击角度、敲击速度进行精准控制，避免双击或连击现象，产生高质量的重复性脉冲激励信号；

壳体1-的顶部设有天线13和信号接收器14，用于接收远程控制信号。

本发明实施例中，操作人员可以通过远程控制中心发送无线信号至爬行机器人1，实现远程控制作业，从而解决现有技术高空/临空的危险区域难以检测的技术问题，保障检测的安全性。

进一步地，所述系统还包括支撑机构和提升机构，高频麦克风阵列2中的多个高频麦克风22以均匀间隔安装在所述支撑机构上，低频麦克风21也安装在所述支撑机构上，并位于高频麦克风阵列2的一侧；所述提升机构连接所述支撑机构，用于带动所述支撑机构升高或下降，从而调节多个高频麦克风22以及低频麦克风21与钢板的距离。

具体地，如图8-图10所示，所述支撑机构包括导杆31和安装在导杆31上的多个固定夹具32，每个高频麦克风22和低频麦克风21均通过一个固定夹具32进行固定，多个固定夹具32在导杆31上以均匀间隔排列，从而使得高频麦克风22以均匀间隔排布成阵列进行冲击-声振和表面波检测。

进一步地，如图11所示，所述提升机构包括设置在壳体10前侧的提升导板41和设置在壳体10内的升降齿轮(未示出)，提升导板41与所述升降齿轮相啮合，导杆31的一端与提升导板41固定，所述升降齿轮由所述控制器控制转动，从而带动提升导板41升降，进而带动导杆31升降；

提升导板41的底部设置限位滚轮42，以防止低频麦克风21和高频麦克风22的端头与钢板表面接触。

本发明通过设置提升机构，能够调节麦克风与钢板的测试距离，便于实时跨越钢板表面的障碍物。

进一步地，本发明实施例中，如图1和图2所示，所述测试系统包括两个爬行机器人1和两个低频麦克风21(分别为A和B)，两个低频麦克风21分别设置在高频麦克风阵列2的两侧，两个爬行机器人1分别设置在两个低频麦克风21的外侧；两个爬行机器人1能够分别敲击不同位置进行测试，从而提升测试效率。

所述测试系统的测试过程如图12所示，包括以下步骤：

安装低频麦克风和高频麦克风阵列；

控制器控制自动力锤施加高质量的重复性脉冲激励信号；

示波器检查低频麦克风和高频麦克风阵列的测试信号波形是否正常；

波形正常时，设置自动力锤敲击间隔为1s，采集低频麦克风和高频麦克风阵列的测试信号；否则检查设备安装情况，重新开始测试；

对比低频麦克风和高频麦克风阵列中一个或多个高频麦克风的测试信号的时域分量(信号幅值)和频域分量(主频)是否一致；

若一致，表明低频麦克风和高频麦克风均在测试范围内(20kHZ范围内)，均能够用于冲击-声振测试；若不一致，将高频麦克风的测试信号与理论和仿真结果进行对比，判断是否超出高频麦克风的测试范围(100kHZ范围内)；

在未超出高频麦克风的测试范围的情况下，利用高频麦克风阵列同时进行冲击-声振测试和多道面波测试；若超出，则应采用其他方法进行测试；

将低频麦克风和高频麦克风阵列与钢板的距离调节至1mm；

设定位于两端的自动力锤分别为第1个自动力锤和第2个自动力锤；

第1个自动力锤首先开始测定，施加脉冲激励信号；

同步采集低频麦克风和高频麦克风阵列的测试信号，这里主要是时域电压信号；

对高频麦克风阵列的测试信号进行频散特性分析，对低频麦克风和高频麦克风阵列的测试信号进行幅值/能量/主频变化分析，对界面损伤进行定位与成像；

保存测试和分析结果；

之后，第2个自动力锤开始测定，重复上述步骤，保存测试和分析结果；

判断测点数目是否满足要求；

若不满足，提升低频麦克风和高频麦克风阵列，移动爬行机器人至下一测点继续测试；若满足，则结束测试。

综上所述，本发明通过无线操控爬行机器人内置自动力锤，实现对敲击力度、敲击角度、敲击速度的精准控制，避免双击或连击现象；高低频麦克风组合及高频麦克风阵列作为感应装置，可同时实现冲击-声振测试和基于高频麦克风的多道面波测试，分别用于损伤的快速评估和精细化检测；高频麦克风突破了厚钢板导致的信号超频现象，克服了冲击-声振测试的局限性；高频麦克风阵列突破了基于接触式传感器的多道面波方法传感器安装困难、测试效率低的技术难题；麦克风阵列固定于可升降支架上，与钢板的测试距离可调，便于实时跨越钢板表面的障碍物；两端均配置爬行机器人，可实现单独敲击测试，两次测试敲击测点位置不同，提升了测试效率。

本发明可有效填补高空钢-混凝土组合结构界面损伤非接触式测试技术的空白，可广泛应用于大型和足尺钢管混凝土柱、双钢板剪力墙、钢板加固混凝土构件的界面损伤识别。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

在说明书中提到“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等指示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。另外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合其它实施例(无论是否明确描述)实现这种特征、结构或特性应在相关领域技术人员的知识范围内。

通常，可以至少部分从上下文中的使用来理解术语。例如，至少部分取决于上下文，本文中使用的术语“一个或多个”可以用于描述单数意义的任何特征、结构或特性，或者可以用于描述复数意义的特征、结构或特性的组合。另外，术语“基于”可以被理解为不一定旨在传达一组排他性的因素，而是可以替代地，至少部分地取决于上下文，允许存在不一定明确描述的其他因素。

可以理解的是，本公开中的“在……上”、“在……之上”和“在……上方”的含义应当以最宽方式被解读，以使得“在……上”不仅表示“直接在”某物“上”而且还包括在某物“上”且其间有居间特征或层的含义，并且“在……之上”或“在……上方”不仅表示“在”某物“之上”或“上方”的含义，而且还可以包括其“在”某物“之上”或“上方”且其间没有居间特征或层的含义。

此外，诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相关术语在本文中为了描述方便可以用于描述一个元件或特征与另一个或多个元件或特征的关系，如在附图中示出的。空间相关术语旨在涵盖除了在附图所描绘的取向之外的在设备使用或操作中的不同取向。设备可以以另外的方式被定向，并且本文中使用的空间相关描述词可以类似地被相应解释。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外，为了避免对本发明的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件和电路等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用设置有自动力锤的爬行机器人作为激励装置，敲击组合结构的待检测表面以产生重复性脉冲激励信号；

在组合结构的待检测表面上方设置至少一个低频麦克风和高频麦克风阵列作为感应装置，对待检测表面产生的应力波进行检测；

其中，所述高频麦克风阵列包括多个高频麦克风，一方面用于进行冲击-声振测试，实现对组合结构界面损伤的快速评估，确定界面损伤的位置，一方面用于进行多道面波测试，实现对组合结构界面损伤的精细化检测，确定界面损伤的尺寸；所述低频麦克风用于校验所述高频麦克风阵列测试数据的准确性。

2.根据权利要求1所述的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法，其特征在于，所述高频麦克风阵列与钢板之间的距离小于或等于预设距离，以使得所述高频麦克风阵列能够感应钢板的竖向振动，用于多道面波测试；

根据所述高频麦克风阵列采集的测试信号，基于多道面波分析方法，对测试信号进行频散特性分析，基于冲击-声振分析方法，对测试信号进行幅值、能量、主频变化分析，实现对界面损伤的定位与成像。

3.根据权利要求2所述的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法，其特征在于，所述自动力锤的敲击间隔为1s，所述高频麦克风阵列与钢板之间的距离小于或等于1mm。

4.根据权利要求1所述的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试方法，其特征在于，所述低频麦克风对所述高频麦克风阵列测试数据进行校验具体包括：

自动力锤施加重复性脉冲激励信号；

采集所述低频麦克风和所述高频麦克风阵列中的高频麦克风的测试信号；

对比所述低频麦克风和其中一个或多个所述高频麦克风的测试信号的时域分量和频域分量是否一致；

若一致，表明所述低频麦克风和所述高频麦克风均在测试范围内，均能够用于冲击-声振测试；若不一致，将所述高频麦克风的测试信号与理论和仿真结果进行对比，判断是否超出所述高频麦克风的测试范围；

在未超出所述高频麦克风的测试范围的情况下，利用所述高频麦克风阵列同时进行冲击-声振测试和多道面波测试。

5.一种基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试系统，其特征在于，包括激励装置和感应装置，所述激励装置为设置有自动力锤的爬行机器人，用于敲击组合结构的待检测表面以产生重复性脉冲激励信号；所述感应装置包括设置在组合结构的待检测表面上方的至少一个低频麦克风和高频麦克风阵列，用于对待检测表面产生的应力波进行检测；

其中，所述高频麦克风阵列包括多个高频麦克风，一方面用于进行冲击-声振测试，实现对组合结构界面损伤的快速检测，一方面用于进行多道面波测试，实现对组合结构界面损伤的精细化检测；所述低频麦克风用于校验所述高频麦克风阵列测试数据的准确性。

6.根据权利要求5所述的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试系统，其特征在于，所述爬行机器人包括壳体，所述壳体的底部安装有四个高强磁铁制作的驱动轮，利用磁力提供爬行机器人与钢板之间的吸附力，从而实现所述爬行机器人沿水平方向或竖直方向爬行；

所述壳体内部安装有控制器，所述自动力锤安装在所述壳体的侧部，并且与所述控制器相连；所述控制器对所述自动力锤的敲击力度、敲击角度、敲击速度进行控制；

所述壳体的顶部设有天线和信号接收器，用于接收远程控制信号。

7.根据权利要求6所述的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试系统，其特征在于，所述系统还包括支撑机构和提升机构，所述高频麦克风阵列中的多个高频麦克风以均匀间隔安装在所述支撑机构上，所述低频麦克风也安装在所述支撑机构上，并位于所述高频麦克风阵列的一侧；所述提升机构连接所述支撑机构，用于带动所述支撑机构升高或下降，从而调节多个所述高频麦克风以及所述低频麦克风与钢板的距离。

8.根据权利要求7所述的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试系统，其特征在于，所述支撑机构包括导杆和安装在所述导杆上的多个固定夹具，每个所述高频麦克风和所述低频麦克风均通过一个固定夹具进行固定，多个固定夹具在所述导杆上以均匀间隔排列。

9.根据权利要求8所述的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试系统，其特征在于，所述提升机构包括设置在所述壳体前侧的提升导板和设置在所述壳体内的升降齿轮，所述提升导板与所述升降齿轮相啮合，所述导杆的一端与所述提升导板固定，所述升降齿轮由所述控制器控制转动，从而带动所述提升导板升降，进而带动所述导杆升降；

所述提升导板的底部设置限位滚轮，以防止所述低频麦克风和所述高频麦克风的端头与钢板表面接触。

10.根据权利要求5所述的基于高低频麦克阵列的组合结构界面损伤测试系统，其特征在于，所述测试系统包括两个爬行机器人和两个低频麦克风，两个所述低频麦克风分别设置在所述高频麦克风阵列的两侧，两个所述爬行机器人分别设置在两个所述低频麦克风的外侧；两个所述爬行机器人能够分别敲击不同位置进行测试，提升测试效率。

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