一种基于Lamb时间反转法的叠合构件缺陷定量检测方法

本发明属于结构缺陷检测，具体涉及一种基于lamb时间反转法的叠合构件缺陷定量检测方法。

背景技术：

1、在现实际工过程中，叠合构件尝存在人为或技术因素导致新旧混凝土结合面位置存在孔洞、杂物、分层等质量缺陷。钻芯等局部破损方法可以对叠合构件的新旧混凝土粘结质量进行检测，但难以对整个装配式结构工程进行大量普查且需要后期修复，费时费力。因此，对此方面的检测少之又少。

2、而与传统健康监测技术相比，利用固体介质中超声导波的传播特性检测材料和结构的技术具有更快速、更经济、更灵敏的特点，是无损检测领域中的一个重要研究热点。lamb波是超声无损检测中的一种常用导波模态，因其衰减小、检测距离远、传播速度快的优点，非常适用于大面积金属板材的缺陷检测，而少有用于混凝土板状结构中进行缺陷检测。且当lamb波用于混凝土中时，存在导波信号泄漏，传感器接收到的导波信号微弱和复杂的不足之处，难以应用到实际工程中。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于lamb时间反转法的叠合构件缺陷定量检测方法，该方法有利于便捷、准确地对叠合构件缺陷进行定量检测。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于lamb时间反转法的叠合构件缺陷定量检测方法，包括以下步骤：

3、s1、在待测结构上布置压电元件组，形成激励/传感阵列；

4、s2、将汉宁窗调制的窄带信号加载到压电元件组中一个压电激励元件pi上，在结构中激发激励信号，同时选定压电元件组中另一个压电元件pj作为接收信号传感器采集结构响应；依次得到激励/传感阵列形成的所有激励/传感通道下损伤散射信号fij；

5、s3、将得到的损伤散射信号进行时间反转处理，即选定相同的开始时刻和时间长度形成时间窗口，使响应信号的能量集中在该时间窗口中，将时间窗口内的信号反转得到损伤反转信号f 'ij；

6、s4、将步骤s3 中得到的损伤反转信号f 'ij与步骤s2中得到的激励/传感通道下损伤散射信号fij对应卷积，再将卷积对应累加以实现传感器pi上信号聚焦，依次得到所有损伤聚焦信号sij；

7、s5、将健康板聚焦信号与损伤板聚焦信号进行对比，以检测叠合构件中损伤大小。

8、进一步地，步骤s1中，根据监测内容和监测区域，在待测结构上布置2n个压电元件构成压电元件组，形成传感/激励阵列。

9、进一步地，步骤s2中，通过函数发生器和功率放大器将设定的窄带信号加载到选定的压电激励元件pi上，在结构中激发激励信号，该信号为正弦调制信号；选定另一个压电元件pj作为接收信号传感器采集结构响应，依次得到激励/传感阵列形成的所有激励/传感通道下损伤散射信号fij。

10、进一步地，步骤s5中，将健康板的聚焦主瓣峰值与损伤板的聚焦主瓣峰值进行比较，通过不同峰值对应的缺陷大小估计检测所得叠合构件中缺陷大小。

11、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种基于lamb时间反转法的叠合构件缺陷定量检测方法，该方法通过应用时间反转法实现了叠合构件缺陷检测中lamb波的聚焦，可以消除频散效应引起的波包扩展和信号混叠，进而实现了对叠合构件中缺陷便捷、准确的定量检测，在复杂的钢筋混凝土结构中非常适用，具有很强的实用性和广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种基于lamb时间反转法的叠合构件缺陷定量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于lamb时间反转法的叠合构件缺陷定量检测方法，其特征在于，步骤s1中，根据监测内容和监测区域，在待测结构上布置2n个压电元件构成压电元件组，形成传感/激励阵列。

3.根据权利要求1所述的一种基于lamb时间反转法的叠合构件缺陷定量检测方法，其特征在于，步骤s2中，通过函数发生器和功率放大器将设定的窄带信号加载到选定的压电激励元件pi上，在结构中激发激励信号，该信号为正弦调制信号；选定另一个压电元件pj作为接收信号传感器采集结构响应，依次得到激励/传感阵列形成的所有激励/传感通道下损伤散射信号fij。

4.根据权利要求1所述的一种基于lamb时间反转法的叠合构件缺陷定量检测方法，其特征在于，步骤s5中，将健康板的聚焦主瓣峰值与损伤板的聚焦主瓣峰值进行比较，通过不同峰值对应的缺陷大小估计检测所得叠合构件中缺陷大小。

技术总结
本发明涉及一种基于Lamb时间反转法的叠合构件缺陷定量检测方法，包括以下步骤：S1、在待测结构上布置压电元件组，形成激励/传感阵列；S2、将窄带信号加载到压电元件组中一个压电激励元件上，在结构中激发激励信号，同时选定另一个压电元件作为接收信号传感器采集结构响应；依次得到所有激励/传感通道下损伤散射信号；S3、将得到的损伤散射信号进行时间反转处理，得到损伤反转信号；S4、将损伤反转信号与损伤散射信号对应卷积，再将卷积对应累加以实现传感器上信号聚焦，依次得到所有损伤聚焦信号；S5、将健康板聚焦信号与损伤板聚焦信号进行对比，以检测叠合构件中损伤大小。该方法有利于便捷、准确地对叠合构件缺陷进行定量检测。

技术研发人员：林伟,袁嘉进,王熔,林新,黄金土,陈尚鸿
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8