一种拉索疲劳强度检验方法、装置及系统与流程

本发明涉及拉索疲劳损伤检测，具体涉及一种拉索疲劳强度检验方法、装置及系统。

背景技术：

1、工程中的拉索主要指用于承受拉力的缆索，如桥梁、索道等结构中的关键受力部件。拉索的疲劳强度检验通常采用恒幅或变幅疲劳试验、裂纹扩展监测等方法。所需的检验装置包括疲劳试验机、应力和位移传感器、裂纹监测系统等。疲劳检验对于确保拉索在长期使用中保持安全性和耐久性具有至关重要的作用。

2、为了实现实时检验的目的，给拉索两端配备应力传感器，以实时监测对应的应力值，对其进行恒幅疲劳试验，在恒幅疲劳试验过程中，通过声发射技术，进行拉索内部微小裂纹的检测，依据声发射信号分析拉索的开裂程度，进而实现疲劳强度的检验目的。在检验过程中，由于拉索承受载荷时，外部振动、机械噪声或其他环境噪声会干扰声发射信号，进而影响到声发射技术对于裂纹的定位过程，导致检测到的信号出现误差或不准确。

技术实现思路

1、为了解决噪声干扰声发射技术，导致对拉索疲劳强度检测不准确的技术问题，本发明的目的在于提供一种拉索疲劳强度检验方法、装置及系统，所采用的技术方案具体如下：

2、一种拉索疲劳强度检验方法，所述方法包括：

3、对待检测拉索进行分段，获取每段拉索的回波信号；根据测试应力的变化，对所述回波信号进行分段；选择任一分段拉索作为目标分段拉索，并选择所述目标分段拉索的任一分段回波信号为目标回波信号；

4、根据所述目标回波信号的频域幅值的稳定特征，获取所述目标回波信号的频域稳定参数；根据所述目标回波信号的时域幅值的稳定特征，获取所述目标回波信号的时域稳定参数；根据所有分段拉索相同时序的所述分段回波信号的所述频域稳定参数和所述时域稳定参数，获取整体拉索每个时间分段的噪声稳定参数；

5、根据每个时间分段对应的所述噪声稳定参数、所述目标回波信号的所述频域稳定参数和所述时域稳定参数，确定待检测拉索的裂缝缺陷分段。

6、进一步地，所述噪声稳定参数的获取方法包括：

7、选择任意时间分段为目标时间分段；在所述目标时间分段下，将每个分段拉索的分段回波信号对应的所述频域稳定参数和所述时域稳定参数的和值，作为每个分段拉索的在目标时间分段的噪声稳定子参数；

8、至少根据所述目标时间分段下所有分段拉索的所述噪声稳定子参数的均值，获取整体拉索在目标时间分段的噪声稳定参数；所述所有分段拉索的所述噪声稳定子参数的均值与所述噪声稳定参数呈正相关。

9、进一步地，所述裂缝缺陷分段的获取方法包括：

10、当所述目标时间分段的所述噪声稳定参数小于第一预设阈值时，根据所述目标分段拉索在所述目标时间分段的所述频域稳定参数和所述时域稳定参数，获取所述目标分段拉索在所述目标时间分段的噪声特征参数；所述频域稳定参数和所述时域稳定参数均与所述噪声特征参数呈正相关；

11、当所述目标分段拉索在所述目标时间分段的所述噪声特征参数小于第二预设阈值时，根据所述目标分段拉索在所述目标时间分段的所述分段回波信号的频率值的集中特征，结合频率值的偏离特征，获取所述目标分段拉索在所述目标时间分段的裂缝可能性；

12、根据所述目标时间分段下所有分段拉索对应的所述裂缝可能性，对分段拉索进行标记；

13、根据所有时间分段对每个所述分段拉索的标记次数，确定待检测拉索的裂缝缺陷分段。

14、进一步地，所述裂缝可能性的获取方法包括：

15、将每个频率对应的频域幅值占据所有频率的频域幅值总和的比例，作为每个频率值的加权权重，将加权求和结果作为对应分段回波信号的频率特征参数；在所述目标分段拉索的所述目标时间分段的所述分段回波信号中，至少根据频率特征参数、频域幅值最大值和频域幅值均值的差值，获取所述目标分段拉索在所述目标时间分段的裂缝可能性；所述频率特征参数、频域幅值最大值和频域幅值均值的差值均与所述裂缝可能性呈正相关。

16、进一步地，所述根据所述目标时间分段下所有分段拉索对应的所述裂缝可能性，对分段拉索进行标记的方法包括：

17、在所述目标时间分段下，将所述裂缝可能性最大值与第三预设参数的乘积作为筛选阈值；将大于所述筛选阈值的所述裂缝可能性对应的分段拉索进行标记。

18、进一步地，所述根据所有时间分段对每个所述分段拉索的标记次数，确定待检测拉索的裂缝缺陷分段的方法包括：

19、当标记次数大于或等于第四预设阈值时，判定对应的分段拉索处于裂缝缺陷分段。

20、进一步地，所述频域稳定参数的获取方法包括：

21、至少通过所述目标回波信号的频域幅值的方差获取频域稳定参数；所述目标回波信号的频域幅值的方差与所述频域稳定参数呈负相关。

22、进一步地，所述时域稳定参数的获取方法包括：

23、根据所述目标回波信号的时序相邻的时域幅值之间的差异特征，获取所述目标回波信号的时域稳定参数；所述目标回波信号的时序相邻的时域幅值之间的差异特征与所述时域稳定参数呈负相关。

24、本发明还提出了一种拉索疲劳强度检验装置，所述装置包括疲劳试验机、应力传感器、声发射器和数据处理模块；所述疲劳试验机用于对拉索施加应力；所述应力传感器用于获取拉索中的应力；所述声发射器用于获取回波信号；

25、所述数据处理模块用于汇集所有数据，根据测试应力的变化，对所述回波信号进行分段；选择任一分段拉索作为目标分段拉索，并选择所述目标分段拉索的任一分段回波信号为目标回波信号；

26、根据所述目标回波信号的频域幅值的稳定特征，获取所述目标回波信号的频域稳定参数；根据所述目标回波信号的时域幅值的稳定特征，获取所述目标回波信号的时域稳定参数；根据所有分段拉索相同时序的所述分段回波信号的所述频域稳定参数和所述时域稳定参数，获取整体拉索每个时间分段的噪声稳定参数；

27、根据每个时间分段对应的所述噪声稳定参数、所述目标回波信号的所述频域稳定参数和所述时域稳定参数，确定待检测拉索的裂缝缺陷分段。

28、本发明还提出了一种拉索疲劳强度检验系统，所述系统包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任意一项所述一种拉索疲劳强度检验方法的步骤。

29、本发明具有如下有益效果：

30、本发明首先获取每段拉索在每种测试应力下的分段回波信号，对拉索分段监测，更有利于准确定位拉索的缺陷分段，获得准确的疲劳强度数据；进一步从频域角度分析目标回波信号的波动稳定性，获取目标回波信号的频域稳定参数，为区分正常噪声和裂缝引起的回波信号波动提供频域依据；进一步从时域角度分析目标回波信号的波动稳定性，获取目标回波信号的时域稳定参数，为区分正常噪声和裂缝引起的回波信号波动提供时域依据；进一步根据所有分段拉索相同时序的分段回波信号的频域稳定参数和时域稳定参数，获取整体拉索每个时间分段的噪声稳定参数，从整体角度表征噪声的稳定特征，为后续综合局部和整体角度，共同定位待检测拉索的裂缝缺陷分段做准备；最后综合整体拉索的噪声平稳角度、分段拉索局部的频域稳定角度和时域稳定角度，根据每个时间分段对应的噪声稳定参数、目标回波信号的频域稳定参数和时域稳定参数，确定待检测拉索的裂缝缺陷分段。本发明利用裂缝引起的回波信号波动与正常噪声引起的回波信号波动存在较大差异的特性，分析回波信号中噪声的稳定性，排除仅包含正常噪声的分段回波信号的干扰，对裂缝区域精准定位。

技术特征：

1.一种拉索疲劳强度检验方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种拉索疲劳强度检验方法，其特征在于，所述噪声稳定参数的获取方法包括：

3.根据权利要求2所述的一种拉索疲劳强度检验方法，其特征在于，所述裂缝缺陷分段的获取方法包括：

4.根据权利要求3所述的一种拉索疲劳强度检验方法，其特征在于，所述裂缝可能性的获取方法包括：

5.根据权利要求4所述的一种拉索疲劳强度检验方法，其特征在于，所述根据所述目标时间分段下所有分段拉索对应的所述裂缝可能性，对分段拉索进行标记的方法包括：

6.根据权利要求5所述的一种拉索疲劳强度检验方法，其特征在于，所述根据所有时间分段对每个所述分段拉索的标记次数，确定待检测拉索的裂缝缺陷分段的方法包括：

7.根据权利要求1所述的一种拉索疲劳强度检验方法，其特征在于，所述频域稳定参数的获取方法包括：

8.根据权利要求1所述的一种拉索疲劳强度检验方法，其特征在于，所述时域稳定参数的获取方法包括：

9.一种拉索疲劳强度检验装置，其特征在于，所述装置包括疲劳试验机、应力传感器、声发射器和数据处理模块；所述疲劳试验机用于对拉索施加应力；所述应力传感器用于获取拉索中的应力；所述声发射器用于获取回波信号；

10.一种拉索疲劳强度检验系统，所述系统包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1~8任意一项所述一种拉索疲劳强度检验方法的步骤。

技术总结
本发明涉及拉索疲劳损伤检测技术领域，具体涉及一种拉索疲劳强度检验方法、装置及系统。本发明首先获取每段拉索在每种测试应力下的分段回波信号；进一步获取目标回波信号的频域稳定参数和时域稳定参数；进一步根据所有分段拉索相同时序的分段回波信号的频域稳定参数和时域稳定参数，获取整体拉索每个时间分段的噪声稳定参数；最后根据每个时间分段对应的噪声稳定参数、目标回波信号的频域稳定参数和时域稳定参数，确定待检测拉索的裂缝缺陷分段。本发明利用裂缝引起的回波信号波动与正常噪声引起的回波信号波动存在较大差异的特性，分析回波信号中噪声的稳定性，排除仅包含正常噪声的分段回波信号的干扰，对裂缝区域精准定位。

技术研发人员：邵景干,刘旭玲,李松晶,杨东辉,焦宏涛,彭敬辉,徐一村,贺占蜀,尼颖升,高飞,叶国永,尚廷东
受保护的技术使用者：济南三越测试仪器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5