Page 240 - 《应用声学》2024年第6期

1416 2024 年 11 月

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S3 S4
9 10 11 12

5 6 7 8
S1 S2
1 2 3 4

(a) ࠄᰎ࣋Ꮆࠄྭڏ (b) ࠄᰎ࣋Ꮆᇨਓڏ
图 5 声发射实验传感器布局
Fig. 5 Acoustic emission experiment sensors layout

20
0
15
ࣨϙ/V -0.5 ࣨϙ 10

5

-1.0 0
0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5
8
௑ᫎ/(10 -6 s) ᮠဋ/(10 Hz)
(a) ௑۫ڏ (b) ᮠ۫ڏ
图 6 激励信号时域以及频域图
Fig. 6 Excitation signal time domain and frequency domain diagram
3.2 全阵元定位实验 即在第 1、第 4、第 13、第 16 组的定位误差达到最大

设置传感阵列中 4 个传感阵元均为有效状态， 值。上述实验结果的定位精度变化趋势与原三角定
利用全阵元阵列进行声源定位实验测试。定位示意 位方法的精度变化一致 ——即当冲击点位置逐渐
远离传感器阵列形成的内部区域后，定位精度逐渐
图如图 7 所示。在待测结构上分布着 4 个接收阵元，
下降。
形成 3 条独立的几何定位双曲线，理论上 3 条双曲
线均会交于真实的声源点处。通过依次激励 16 个 ͜ਖ٨l ͜ਖ٨4
ԥజጳ2-3
传感器模拟冲击，进行 3 次重复性实验，观察最终的
ԥజጳ1-3
定位结果。其中选取一组接收信号，并对接收信号
ܦູ
进行滤波以及包络处理，最终得到的接收信号时域
图如图 8 所示。从图中可以看出直达波包在滤波和 ԥజጳ3-4
包络处理后十分直观。在实验中设置选取第一个波 ͜ਖ٨2 ͜ਖ٨3

包峰值的 26% 作为阈值获取直达波到达传感器的 图 7 全阵元传感器阵列定位示意图
时间进行声源定位。 Fig. 7 Positioning diagram of all-array sensor ar-
本节全阵元阵列中总共进行了 16 组实验，图 9 ray
为全阵元阵列的冲击点实验定位结果。从实验定位 其原因在于当冲击点位于传感阵元对角上时，
结果来看，全阵元阵列的大部分冲击点的定位精度 传感阵元对形成的双曲线近似于一条直线，此时定
较高，定位误差小于 10 mm。其误差随着与阵列中 位点可能会在对角线上发生较大偏移，这也就是部
心距离的增加而扩大，在 4 个角上的定位精度最低， 分组定位误差较大的原因。