[发明专利]一种基于增强型导波相控阵技术的声发射源定位方法

权利要求书

1.一种基于增强型导波相控阵技术的声发射源定位方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

S1在待检测试件中心粘贴形成十字型相控阵列的PZT传感器，在十字型相控阵列的四周各补充一个远端PZT传感器；

S2使用断铅实验在待检测试上模拟一次声发射事件，并采用导波实验设备接收传感信号；

S3利用十字型相控阵列上PZT传感器接收到的传感信号迭代求解声发射源的速度和角度信息，具体流程如下：

i1给定理论速度为速度初值c₀，c₍₁₎＝0，c₍₂₎＝c₀；

i2采用相控阵方法和速度求解方法计算；

i3当速度和角度的计算结果满足收敛准则：c_(i+1)-c_(i)≤ε或θ_(i+1)-θ_(i)≤∈时，终止迭代计算，输出速度结果c_(i+1)和角度结果θ_(i+1)；否则迭代计算i＝i+1后返回步骤i2，

步骤i2中相控阵方法为：利用式(1)计算不同角度下的时间延迟，为0-360°，将传感信号按照相应时间延迟进行平移并叠加，不同角度下叠加信号最大值所在方向即为声发射源方向，在波束聚焦角度为时，第m个传感器对应的时间延迟为：

式中：m＝1，2，…，M，d为两相邻传感器之间距离，M为单一线性阵列中传感器数量，为波束聚焦方向，c为波速，

步骤i2中速度求解方法为：利用式(2)求解声发射源对应波速，

式中：Δt为阵列2中传感器1与传感M之间的到达时间差，θ为声发射源所在方向，

S4根据步骤S3中确定的声发射源角度θ，可确定声发射源所在区域，使用区域内的远端传感器S_i对声发射源进行精确定位，将步骤S3中得到的声发射源速度和角度信息带入式(3)，求解声发射源所在位置，利用传感器S₀(0，0)和传感器S_i(x_i,y_i)接收到的传感信号，i＝1,2,3,4，其中S₀对应相控阵列中心的传感器，S_i对应声发射源存在区域的远端传感器，

式中：δ_i为传感器S₀与传感器S_i之间的到达时间差，θ为声发射源所在方向，

S5根据步骤S3中确定的声发射源角度和步骤S4中确定的声发射源距坐标原点的距离，确定声发射源所在位置；

S6在笛卡尔坐标系下对定位结果进行成像，采用式(4)中说明的图像增强方法加强显示定位结果：

式中：S为未进行图像增强操作前叠加信号的幅值，S′为进行信号增强操作后叠加信号的幅值。

2.根据权利要求1所述的基于增强型导波相控阵技术的声发射源定位方法，其特征在于，所述十字型PZT传感器中，相邻两PZT传感器的间距为8mm。

3.根据权利要求1所述的基于增强型导波相控阵技术的声发射源定位方法，其特征在于，同一行/列均包含7个PZT传感器。

4.根据权利要求1所述的基于增强型导波相控阵技术的声发射源定位方法，其特征在于，PZT传感器的尺寸为Ф6.5mm，厚度为0.3mm。

5.根据权利要求1所述的基于增强型导波相控阵技术的声发射源定位方法，其特征在于，步骤S6中，k＝5。