Page 106 - 无损检测2024年第八期
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阎 石，等：
基于 MUSIC 算法特征值损伤因子的板状结构损伤程度评估
图 11 试验损伤散射信号阵列曲线
图 9 试验装置及其连接方式示意
（3）向内径为11 mm的PVC管中加入定量的质
量浓度为20%的稀盐酸，根据多次预腐蚀时间，第
一次腐蚀损伤深度为0. 95 mm，反应结束后将PVC
管与玻璃胶清理掉。
（4）再次采用35，40，…60 kHz中心频率进行试
验并采集信号，保存为损伤信号。
（5）将损伤信号与基准信号做差，即可得到不
同频率下的损伤散射信号。对比损伤散射信号强度，
可确定当频率为45 kHz时，损伤散射信号幅值最大。
各频率下损伤散射信号幅值曲线如图10所示。
图 12 试验损伤定位成像结果
损伤位置存在少量误差，总结原因如下：① 压电片
并不是一个点声源，其本身尺寸会导致误差；② 损
伤散射信号是采用监测信号与基准信号做差得到
的，分别采集两次信号会导致两次信号之间有微量
的差别，影响到损伤散射信号，进而影响成像定位结
果；③ Lamb波在损伤边缘处散射，并不是在损伤中
心位置散射，因此定位结果不同。
图 10 各试验频率下损伤散射信号幅值曲线 （8）将基准信号与各阶段腐蚀散射阵列信号分
别代入到MUSIC算法中求得特征值，进而求得损伤
（6）由于示波器只有四通道，因此，需要第一次
因子，各阶段的损伤因子变化曲线如图13所示。损
测PZT 1 ，PZT 2 ，PZT 3 ，PZT 4 传感器信号，第二次测
PZT 1 ，PZT 5 ，PZT 6 ，PZT 7 传感器信号，两次测得信
号结果计为一组信号。确定激励信号频率后，重复
进行腐蚀步骤，待每次腐蚀结束后进行试验并采集
信号，共测量5组信号。根据深度测量仪测得的5次
腐蚀深度分别为0. 95，1. 1，1. 21，1. 32，1. 45 mm。
（7）将测得的损伤信号与基准信号做差，即得
到损伤散射信号，其结果如图11所示，可发现清晰
的损伤散射信号波阵面。将损伤散射阵列信号代入
到近场MUSIC算法中，可得出损伤定位成像结果，
其结果如图12所示。
由图12可知，成像结果中的角度与距离与真实 图 13 试验各阶段的损伤因子变化曲线
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2024 年 第 46 卷 第 8 期
无损检测
