用于在PZT传感器中检测和定位地下损伤的波纹散射转换

科学领域:

• 材料科学
• 工程
• 信号处理

背景情况:

• 结构健康监测 (SHM) 系统依赖于压电传感器,通常是酸 (PZT),用于结构完整性的评估.
• 在PZT传感器的地下损坏损害了SHM系统的可靠性和准确性.
• 现有的方法可能需要来自未损坏的传感器的参考信号,这限制了实际应用.

研究的目的:

• 开发一种无参考方法来检测和定位PZT传感器的地下缺陷.
• 提高SHM系统的可靠性和自我诊断能力.
• 为PZT传感器健康监测提供可解释和非侵入性解决方案.

主要方法:

• 使用基于库伦合的激发方案对PZT材料进行超声波相互作用的实验测量.
• 应用区块匹配3D (BM3D) 过以消除高分辨率但噪音波场图像.
• 使用波形散射转换 (WST) 来从无变数据中提取稳定,层次和转换不变的特征.
• 通过识别破坏材料对称性的空间异常来检测无监督的缺陷.

主要成果:

• 获得了高分辨率的波场图像,保留了关键的结构细节.
• 波形散射转换提供了强大的声学图案表示.
• 在不需要参考信号的情况下,该方法成功检测并定位了地下缺陷.
• 通过偏离预期的材料对称性来确定缺陷的空间异常.

结论:

• 拟议的无参考技术有效地检测和定位PZT传感器中的地下缺陷.
• 这种方法通过改进的传感器自我诊断显著提高了SHM系统的可靠性.
• 该方法提供了一种非侵入性,可解释性和实用的解决方案,以保持传感器的完整性.