Page 250 - 《应用声学》2025年第1期
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基于 LabVIEW 开发的自动测量平台，并将该系统
0 引言 应用于对风力发电机组进行噪声评估，评估结果得
到了美国国家环境评估机构的认可。
建筑外墙饰面砖因受风压、高温和冻融循环等
因此，开发智能建筑外墙饰面砖脱空识别软件
多重因素的影响，易出现脱空。随着时间的推移，脱
实时显示识别结果对于减少饰面砖脱落事件的发
空可能进一步演化成脱落，给行人的出行安全带来
生具有重要意义与实际工程应用价值。本文通过提
严重隐患，并对社会造成较大的负面影响 [1−2] 。识
取信号中的首波幅值和小波系数积分比特征，并运
别外墙饰面砖脱空最常用的方法是锤击检测法，检
用 K 近邻算法 (K-nearest neighbors, KNN) 来构建
测人员用锤子敲击饰面砖，根据敲击声来判断饰面
脱空识别模型。借助 LabVIEW 开发了智能建筑外
砖是否脱空。但是传统的锤击检测法依赖于检查人
墙饰面砖脱空识别软件，实现了对信号的采集、分
员的经验，从而增加成本、降低检测效率，难以实现
析与管理的功能，并通过实验验证该软件能够高效、
快速检测与判断 [3] 。
准确地实时识别脱空。
为了应对传统锤击检测法存在效率低和人工
成本高的问题，Inoue 等 [4] 将锤击检测法与检测机
1 建筑外墙饰面砖脱空识别方法
器人相结合，提出了一种基于比较不同尺度和时间
长度下的相对小波体积的方法，用于判断瓷砖与砂 脱空智能识别方法如图 1 所示。将时域信号归
浆之间的脱离以及砂浆与基底之间的脱离。虽然该 一化后计算首波幅值和小波系数积分比，采用拉依
方法能够有效区分完好瓷砖和两种脱空类型的瓷 达准则将异常值剔除，根据提取的两个特征参数和
砖，但未考虑外界环境因素的影响，尚需进一步验 剔除了异常值的数据训练 KNN 算法，得到脱空识
证其在实际环境中的实用性。Luk等 [5] 针对瓷砖表 别模型。
面不规则性和环境噪声问题，提出了一种基于声学
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特征的新型无损检测方法。该方法采用离散小波
变换和隐马尔可夫模型分类器，能够综合提取时域 ۫ηՂॆʷӑ
和频谱特征。实验结果表明，该方法在解决异常冲
击和噪声干扰时比传统分类器效果更好。Sugimoto ᖍԩᯫฉࣨϙ
等 [6] 开发了一种利用声辐射诱导振动和激光多普
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勒测振仪实现长距离和非接触声学检测方法。该方
法采用振动能量作为评价指标，研究结果表明该方 ᖍԩ࠵ฉጇሥѬඋ
法在 5 m 以上的距离能够检测到空洞缺陷，然而文
章未提到该方法对于检测 50 mm×50 mm 尺寸缺 ಪઢΚюѷҕᬔपϙ
陷及更小缺陷的敏感性。
检测过程智能化、操作过程简单化、信号采集 ត KNNᑲቇគѿവی
和处理系统化成为当今无损检测发展的趋势 [7] ，所
以需要开发能够快速进行损伤检测与判断的软件。 គѿፇ౧
实验室虚拟仪器工作平台 (Laboratory virtual in-
图 1 脱空智能识别方法流程图
strumentation engineering workbench, LabVIEW)
Fig. 1 Flowchart of the method of intelligent
作为一种图形化编程平台，广泛应用于仪器控制
recognition of debonding
和数据采集与分析。与传统的编写代码方式不同，
LabVIEW 通过绘制类似流程图的图形来表达程序 1.1 首波幅值
逻辑，大大缩短了软件开发周期 [8−9] 。张国才等 [10] 首波幅值是指从声音信号进行归一化后提取
采用 LabVIEW 设计了脉冲超声换能器声场测试系 的第一个波包的幅值。如图 2 所示，脱空信号的首
统，该系统可实时显示脉冲换能器声压分布图像，并 波幅值明显低于未脱空信号。相对于未脱空的测点
实现对换能器近场长度及扩散角等参数的测量。Bo 信号，由于饰面砖与基层之间存在空隙，脱空的测点
等 [11] 针对风力发电机组系统噪声评估问题提出了 信号可能通过不同的传播路径，引发更多的散射和
