[发明专利]一种压电阵列Lamb波损伤监测中的信号一致性补偿方法

摘要

本发明公开了一种压电阵列Lamb波损伤监测中的信号一致性补偿方法，该方法具体为：在均匀结构件上布置一组PZT压电传感器，组成激励器‑传感器监测通道；采集所有监测通道的结构Lamb波响应信号；选择所有等效的监测通道，其传播距离基本相同，并提取等效通道的直达波幅值表达式；以任意压电片为归一化基准1，根据等效监测通道组合下的Lamb波直达波信号传递函数，求解得到归一化压电片补偿系数矩阵；采用计算得到的归一化补偿系数矩阵对原信号进行补偿。本发明方法能一定程度上缓解由于传感器性能偏差、安装工艺偏差等引起的信号偏差，实现对结构响应信号的一致性补偿，减小响应信号的偏差，提高监测结果的准确性。

主权项

1.一种压电阵列Lamb波损伤监测中的信号一致性补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，在待检测的均匀结构件上等间距线性 布置PZT传感器，组成压电激励/传感阵列；步骤2，在压电激励/传感阵列中，选择不同的传感器分别作为激励元件和传感元件，组建激励‑传感监测通道，采集结构件健康状态下所有监测通道的结构Lamb波响应信号；步骤3，将激励元件和传感元件之间间距相同的监测通道视为等效通道，并归类到同一个等效通道组合中，令各等效通道组合下的结构Lamb波响应信号组合为U^p，各等效通道组合下的Lamb波传播传递函数为G^p，提取各等效通道组合中的结构Lamb波响应信号直达波幅值|U^p|，p为激励元件与传感元件之间的距离；步骤4，根据各等效通道组合中的结构Lamb波响应信号直达波幅值|U^p|以及不同的p值，联列方程组|U^p|＝|I(ω)|·|G^p|·|K^p|，I(ω)为激励信号，K_i、分别为激励元件以及到其距离为p的传感元件的机电耦合系数，i＝1,2,…,N，j≠i,j＝1,2,…,N，N为传感器的总个数；令任意一个传感器的机电耦合系数为1，对同一方程组内所有方程作相比运算，消除各方程中的相同项|I(ω)|·|G^p|，进而求解上述方程组得到压电激励/传感阵列中其他传感器之间的相互比值，即归一化补偿系数矩阵；步骤5，归一化补偿系数矩阵对应每个传感器的补偿系数，利用各个监测通道的结构Lamb 波响应信号幅值除以其对应的激励元件和传感元件的补偿系数，实现信号的幅值补偿。