[发明专利]一种高空间分辨率的Lamb波虚拟时间反转方法

摘要

本发明提供了一种高空间分辨率的Lamb波虚拟时间反转方法，包括下列步骤：(1)在待测结构上布置N个压电片组成的压电阵列；(2)获取损伤散射路径传递函数；(3)获取多路径损伤散射信号；(4)虚拟时间反转处理，获得聚焦增强的损伤散射信号。本发明的高空间分辨率虚拟时间反转方法相对于现有技术具有如下技术效果：(1)无需进行复杂的物理时间反转操作，对监测设备的要求较低，简单易行；(2)能实现多路径损伤散射信号在相应损伤处聚焦增强并抑制边界反射和噪声，有效提高了损伤散射信号的信噪比；(3)能保持Lamb波波峰的时域宽度，提高损伤聚焦波峰的空间分辨率。

主权项

1.一种高空间分辨率的Lamb波虚拟时间反转方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)在待测结构上布置N个压电片组成的压电阵列；(2)获取损伤散射路径传递函数：通过任意波形发生卡发出一阶跃信号，经功率放大后加载到作为激励的压电片P_i上，在待测结构中产生Lamb波宽带监测信号；另一压电片P_j作为传感器分别采集结构在损伤状态和健康状态下的响应信号，对这两种响应信号进行差运算以获得监测路径P_i-P_j中的阶跃激励下的损伤散射信号，对损伤散射信号进行求导运算和归一化处理后得到监测路径P_i-P_j中的损伤散射路径传递函数h_ij，分别选取不同激励和传感器并进行上述操作，得到压电阵列中所有监测路径的损伤散射路径传递函数h_ij；(3)获取多路径损伤散射信号：把激励信号加载到作为激励的压电片P_i上，另一压电片P_j则作为传感器分别采集待测结构在损伤状态和健康状态下的响应信号，对这两种响应信号进行差运算以获得监测路径P_i-P_j中的多路径损伤散射信号w_ij，分别选取不同激励和传感器并进行相同的操作，得到压电阵列中所有监测路径的多路径损伤散射信号w_ij；(4)虚拟时间反转处理：把步骤(3)中的多路径损伤散射信号w_ij进行时间翻转得到，选定另一个压电片P_k，对经过时间翻转的多路径损伤散射信号和步骤(2)求取的损伤散射路径传递函数h_ik进行卷积以及求和运算：实现物理时间反转过程，得到对应于监测路径P_i-P_k的聚焦增强的损伤散射信号S2_ik，分别选择不同的压电片P_i和P_k进行相同的操作，对所有监测路径的损伤散射信号进行聚焦增强处理，其中，N≥3，1≤i≤N，1≤j≤N，j≠i，1≤k≤N，k≠i，且k≠j。