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专利号: 2019105353178
申请人: 重庆交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于导波奇异值向量距的钢绞线应力检测方法,其特征在于,该方法包含如下步骤:构建试验平台,布置传感器,并对钢绞线进行逐级加载;

加载到位并持载稳定后采用超声发射系统进行超声导波信号的激励与接收;

对接收到的导波信号进行信号处理,并获得钢绞线导波信号对应的奇异值向量;

根据所述奇异值向量,建立钢绞线应力水平与奇异值向量距之间关系。

2.根据权利要求1所述的钢绞线应力检测方法,其特征在于,采用超声发射系统进行超声导波信号的激励波源满足:其中:Vi(t)为矩形窗函数,f0为起始频率,f为终止频率,Δf为步径频率,矩形窗窗长Ti=1/f0+i·Δf。

3.根据权利要求2所述的钢绞线应力检测方法,其特征在于,对接收到的导波信号进行信号处理,包含如下步骤:将导波信号的小波包变换表示为:

其中: 为小波包系数,i为频带阶次,j为分解层次,k为平移参数, 为小波包函数;

利用小波包分析得到的各频带阶次小波包系数构建小波包系数矩阵:其中:n=2j为j层小波包分解得到的频带总数,m为每个频带的小波包系数长度;

对小波包系数矩阵正交变换:

A=UΣVT

其中,U和V均为正交矩阵, 0表示零矩阵,q=min(n,m),矩阵Σ对角线上非零的元素即为小波包系数矩阵A的奇异值。

4.根据权利要求3所述的钢绞线应力检测方法,其特征在于,所述钢绞线导波信号对应的奇异值向量,满足:I={σ1,σ2,L,σm}

其中,I为钢绞线导波信号对应的奇异值向量。

5.根据权利要求4所述的钢绞线应力检测方法,其特征在于,对接收到的导波信号进行信号处理之前,该方法还包含;

采用小波包系数能量谱的信息熵作为代价函数,确定式最优的小波包函数,满足:其中, 为小波包系数能量谱,S为代价函数。

6.根据权利要求5所述的钢绞线应力检测方法,其特征在于,根据所述奇异值向量,建立钢绞线应力水平与奇异值向量距之间关系,包含:定义钢绞线应力识别量化指标:

D(P)=||IP-Ic||

其中,Ic为钢绞线无应力状态时的基准奇异值向量,IP为应力为P时钢绞线的导波奇异值向量,D(P)为基准奇异值向量Ic与应力为P时钢绞线的导波奇异值向量之间的向量距;

分析奇异值向量距随钢绞线应力水平的变化规律,建立钢绞线应力水平与奇异值向量距之间关系,满足:P=621.035D(P)-430.750其中,P为钢绞线的应力水平。

7.根据权利要求6所述的钢绞线应力检测方法,其特征在于,该方法还包含,基于所述钢绞线应力水平与奇异值向量距之间关系拟合关系曲线,并通过所述关系曲线判断钢绞线受力状态。