北京航空航天大學高飛獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉北京航空航天大學申請的專利基于超聲導波波場時空互相關的復合材料損傷成像方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119246692B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411452333.8,技術領域涉及:G01N29/06;該發明授權基于超聲導波波場時空互相關的復合材料損傷成像方法是由高飛;劉璐;李從昱;林京;劉佳怡;華佳東設計研發完成,并于2024-10-17向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于超聲導波波場時空互相關的復合材料損傷成像方法在說明書摘要公布了:本發明涉及無損檢測技術領域,提供一種基于超聲導波波場時空互相關的復合材料損傷成像方法,其包括以下步驟:S1、獲取被測板材波場信號;S2、對波場信號進行窄帶信號提取;S3、對進行窄帶信號提取后的波場信號進行濾波;S4、移動波場信號得到波場信號互相關特征;S5、使用凸包算法得到損傷成像結果。本發明開創性地提取波場信號間的差異系數作為損傷定位依據,為基于時頻域的特征提取算法提供了新思路,實現復合材料分層損傷定位的自動化判別,且對結構表面和內部的損傷都敏感。
本發明授權基于超聲導波波場時空互相關的復合材料損傷成像方法在權利要求書中公布了:1.一種基于超聲導波波場時空互相關的復合材料損傷成像方法,其特征在于:其包括以下步驟: 步驟一:獲取被測復合板材波場信號Wx,y,n; 導波在被測復合板材內傳播,掃描激光多普勒振動儀獲取被測復合板材的波場信號Wx,y,n,其中x=0,1,2,.,M-1,y=0,1,2,..,N-1,分別代表二維坐標系中兩個方向的坐標,M、N分別是行和列的圖像像素值,n為信號長度,n=1,2,…,T,并且M、N、T都為正整數; 步驟二:對波場信號進行窄帶信號提取; 首先將波場信號時域表達、寬帶激勵信號時域表達和窄帶激勵信號時域表達分別通過傅里葉變換得到波場信號頻域表達、寬帶激勵信號頻域表達和窄帶激勵信號頻域表達; 然后,使用公式1得到進行窄帶信號提取后的波場信號頻域表達,具體公式如下: 式中,ω為頻率,Rbω為進行窄帶信號提取后的波場信號頻域表達,Rcω為波場信號頻率表達,Scω為寬帶激勵信號頻域表達,Sbω為窄帶激勵信號頻域表達; 最后,將進行窄帶信號提取后的波場信號頻域表達Rbω通過傅里葉反變換得到進行窄帶信號提取后的波場信號時域表達Wbx,y,n; 步驟三:對進行窄帶信號提取后的波場信號進行濾波; 首先,根據窄帶信號提取后的波場信號時域表達在Wbx,y,n時間軸上的切片,分為T份,則Wbx,y,n轉換為二維的fnx,y,n=1,2,…,T; 然后,通過二維傅里葉變換將切片后的波場信號fnx,y從空間域轉變為波數域Fnu,v,由Fnu,v表示的fnx,y的二維離散傅立變換由下式給出: 其中,u和v是頻率域中的兩個變量,分別對應于信號的兩個空間維度x和y的頻率分量; 其次,使用頻率波數域濾波算法在頻率波數域選擇性地抑制反射波的波數成分; 最后,對濾波后的頻譜進行傅里葉反變換,將信號轉換回時間域,離散傅立葉反變換的形式為: 最后,通過將濾波后的每個時間切片的波場信號fnx,y的數據進行累加,得到濾波后的波場信號Wcx,y,n; 步驟四:移動波場信號得到波場信號互相關特征; 從多個濾波后的波場信號中選取波場信號Wcx,y,n,在不同方向移動波場信號,以便于不同方向的相鄰掃描點之間求解信號的互相關特征; 當x,y值確定時,根據濾波后的波場信號Wcx,y,n得到單一掃描點信號ft,相鄰掃描點信號ft和gt的互相關特征求解公式如下: 其中,ft和gt都為基于時間t的單一掃描點信號,τ為積分變量;ft和gt互為相鄰掃描點信號; 步驟五:使用凸包算法得到損傷成像結果; 將不同中心頻率和不同方向互相關求解的結果進行數據疊加,使用凸包算法計算離散邊緣點的凸包絡,得到被測復合板材損傷范圍。
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