【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据采集分析，具体是声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析系统及方法。
技术介绍
1、塑料内胆纤维全缠绕气瓶是一种具有高强度、轻质、耐腐蚀等优良性能的新型气瓶。其主要由内胆、外壳、纤维和胶粘剂等组成。内胆是承载气体的主体，外壳则起到保护和支撑的作用，缠绕在外壳上的纤维，以及固定纤维的胶粘剂，用于增强气瓶的强度和稳定性，保证气瓶能够承受更高的压力和重量。
2、现有技术，在通过声发射传感器阵列采集的数据对气瓶中存在的缺陷情况进行分析时，由于气瓶在加压情况下产生的损伤声发射信号之间存在相互干扰，导致通过损伤声发射信号得到的特征参数存在一定的误差，进而降低分析精度，同时，现有技术在对声发射传感器的位置进行布置时未考虑到声发射信号传播路径之间的干扰，以及现有技术在对气瓶的损伤程度进行分析时分析精度较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析系统及方法，以解决现有技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析方法，所述方法包括：
3、s10：将压力变送器、声发射监测系统分别与布置在预制气瓶上的模态宽频传感器电性连接，通过管道将水压泵与预制气瓶瓶口进行连接，预制气瓶上布置有8个模态宽频传感器，通过水压泵对预制气瓶进行分级加压处理，在此过程中，利用模态宽频传感器阵列对预制气瓶的预制缺陷区域损伤声发射信号模态特征样本进行获取；
4、s2
5、s30：基于s20中对各共有模态宽频传感器采集到的缺陷区域的损伤声发射连续信号的筛选处理结果，对待测气瓶内各缺陷区域的损伤声发射信号模态特征样本进行确定，基于确定结果，对待测气瓶中各缺陷的缺陷程度进行预测；
6、s40：对待测气瓶的损伤状态进行评级处理。
7、进一步的，所述s10还包括：
8、s101：预制气瓶上存在三处缺陷，在预制气瓶的轴向方向上，分别位于封头、筒体中部和封头筒体过渡区，封头和封头筒体过渡区分布于两侧封头，在预制气瓶的径向方向上；
9、s102：预制气瓶上布置的8个模态宽频传感器的分布情况为：预制气瓶的上下封头处均布置有1个模态宽频传感器，预制气瓶的上、下过渡段处分别布置有3个模态宽频传感器，上、下过渡段布置的3个模态宽频传感器交错排布，各预制缺陷均位于模态宽频传感器阵列的中心区域；
10、s103：预制气瓶的预制缺陷区域损伤声发射信号模态特征样本中包括在多个压力循环中将重复加载时达到前次最大载荷80％之前出现的声发射事件总数、振铃计数、幅度、持续时间、恒载声发射延续时间和felicity比。
11、进一步的，所述s20对各缺陷之间的干扰指数进行预测的具体方法为：
12、ⅰ、构建待测气瓶的三维模型，在三维模型中随机选取一点作为坐标原点构建三维空间坐标系，采用超声ct扫描的方式对待测气瓶中存在的各缺陷的位置进行确定，基于各缺陷均位于模态宽频传感器三角阵列的中心区域的模态宽频传感器布置要求，对模态宽频传感器在待测气瓶中的布置位置进行确定，基于确定结果，在通过水压泵对待测器气瓶进行分级加压处理时，对各模态宽频传感器实时采集到的缺陷区域损伤声发射连续信号进行获取；
13、对待测气瓶中布置的各模态宽频传感器三角阵列进行编号处理，编号处理结果为：i＝1,2,…,m；m表示待测气瓶中布置的模态宽频传感器三角阵列总数；
14、ⅱ、随机选取两个模态宽频传感器三角阵列，记选取的两个模态宽频传感器三角阵列的编号分别为i、j，j＝1,2,…,m且j≠i，若选取的两个模态宽频传感器三角阵列中存在共有模态宽频传感器，设共有模态宽频传感器在模态宽频传感器三角阵列中的编号为1，则根据构建的预测模型在延时γ时对位于编号为i的模态宽频传感器三角阵列中心区域的缺陷与位于编号为j的模态宽频传感器三角阵列中心区域的缺陷之间的干扰指数进行预测，具体的预测模型为：
15、
16、
17、其中，t表示时间值，fi1(t)表示编号为i的模态宽频传感器三角阵列中第1模态宽频传感器在[ti1,t]时间段内采集到的缺陷区域的损伤声发射连续信号，i′表示位于编号为i的模态宽频传感器三角阵列中心区域的缺陷对应的编号，j′表示位于编号为j的模态宽频传感器三角阵列中心区域的缺陷对应的编号，t0表示模态宽频传感器采集电压信号的初始时间，γ表示时间差值，若中的a＞1，则若中的a≤1，则min表示最小值符号，wi2i3、wj2j3分别表示编号为i、j的模态宽频传感器三角阵列中第2模态宽频传感器与第3模态宽频传感器在[t0,t]时间段内采集到的缺陷区域的损伤声发射连续信号之间的关联指数；
18、ⅲ、若ri′j′(γ)＞0.4，则将共有模态宽频传感器在[t0,t]时间段内采集到的缺陷区域的损伤声发射连续信号进行剔除，若ri′j′(γ)≤0.4，则将共有模态宽频传感器在[t0,t]时间段内采集到的缺陷区域的损伤声发射连续信号进行保留；
19、ⅳ、基于共有模态宽频传感器对与编号为i的模态宽频传感器三角阵列的其它相邻模态宽频传感器三角阵列的编号进行确定，基于确定结果，重复ⅰ～ⅲ的操作，对共有模态宽频传感器在[t0,t]时间段内采集到的缺陷区域的损伤声发射连续信号再次进行筛选处理；
20、最终筛选处理后得到的损伤声发射信号为位于编号为i的模态宽频传感器三角阵列中心区域的缺陷区域的损伤声发射信号，此过程能够对采集的损伤声发射信号中存在的混叠信号进行有效剔除，有利于对各缺陷的缺陷情况进行有效分析。
21、进一步的，所述s30包括：
22、s301：利用声发射监测系统对各共有模态宽频传感器采集到的缺陷区域的损伤声发射连续信号的筛选处理结果进行处理，并输出位于各共有模态宽频传感器所在模态宽频传感器三角阵列的中心区域的缺陷区域的损伤声发射信号的波形，基于输出波形，以及预制气瓶的预制缺陷区域损伤声发射信号模态特征样本的确定方法，对待测气瓶内各缺陷区域的损伤声发射信号的模态特征样本进行确定；
23、s302：根据对位于编号为i′的缺陷区域在t时刻的损伤程度进行预测，其中，p＝1,2,3，表示模态宽频传感器三角阵列中各模态宽频传感器对应的编号，e表示常数且e＞1，sipt表示编号为i的模态宽频传感器三角阵列中第p模态宽频传感器在[t0,t]时间段内出现的声发射事件总数，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析方法，其特征在于：所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析方法，其特征在于：所述S10还包括：
3.根据权利要求2所述的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析方法，其特征在于：所述S20对各缺陷之间的干扰指数进行预测的具体方法为：
4.根据权利要求3所述的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析方法，其特征在于：所述S30包括：
5.根据权利要求4所述的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析方法，其特征在于：所述S40对待测气瓶的损伤状态进行评级处理的具体方法为：
6.应用于权利要求1-5任一项所述的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析方法的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析系统，其特征在于：所述系统包括模态特征样本获取模块、干扰指数预测模块、缺陷损伤程度预测模块和损伤评级模块；
7.根据权利要求6所述的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析系统，其特征在于：所述模态特征样本获取模块将压力变送器、声发射监测系统分别与布置在预制
8.根据权利要求7所述的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析系统，其特征在于：所述干扰指数预测模块包括损伤声发射连续信号获取单元、共有模态宽频传感器寻找单元、干扰指数预测单元和筛选保留单元；
9.根据权利要求8所述的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析系统，其特征在于：所述缺陷程度预测模块包括模态特征样本确定单元和缺陷区域损伤程度预测单元；
10.根据权利要求9所述的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析系统，其特征在于：所述损伤评级模块包括关系模型训练单元、损伤状态评估指数预测单元和评级处理单元；
...【技术特征摘要】
1.声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析方法，其特征在于：所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析方法，其特征在于：所述s10还包括：
3.根据权利要求2所述的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析方法，其特征在于：所述s20对各缺陷之间的干扰指数进行预测的具体方法为：
4.根据权利要求3所述的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析方法，其特征在于：所述s30包括：
5.根据权利要求4所述的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析方法，其特征在于：所述s40对待测气瓶的损伤状态进行评级处理的具体方法为：
6.应用于权利要求1-5任一项所述的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析方法的声发射传感器阵列的缺陷区域数据采集分析系统，其特征在于：所述系统包括模态特征样本获取模块、干扰指数预测模块、缺陷损伤程度预测模块和损伤评级模块；
7.根据权利要求6所述的声发射传感器阵列的缺...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴肖，马向东，张延兵，余勇华，徐中原，丁小平，贺申，
申请(专利权)人：江苏省特种设备安全监督检验研究院，
类型：发明
国别省市：
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