管型结构的宽频导波检测方法+建模程序(8)
4.3时间反转的基本过程
在含有缺陷的管道模型上，激励L( 0，2) 模态导波进行缺陷检测． 然后对采集到的信号，选择不同的取点率，对信号数据取点后再处理的缺陷信号进行时间反转，生成对应的时间反转激励信号 ． 两组信号满足: ． 选择接收信号的节点作为信号对应激励节点． 在对应激励节点上激发经过处理后的时间反转信号，并在观测节点上再次提取轴向位移时程曲线，进行相应的叠加后得到时间反转导波检测信号． 超声导波时间反转原理如图4.7 所示．
图4.7 超声导波时间反转原理
4.4 时间反转场的聚焦效应
根据惠更斯原理，导波缺陷检测时，一个缺陷的存在就像一个新的被动波源，它在反射各个激励导波模态的同时，也会产生许多新的转换模态[18]。不同的缺陷在检测过程中产生的模态转换不同，因此将检测能量分散的弯曲模态种类和幅值也各不相同，根据邓菲、吴斌、何存富[24]等人的研究，时间反转具有聚焦效应，可以实现导波检测在时间上的聚焦，将多个导波的模态能量同时聚焦在缺陷处，提高信号的可读性，聚焦效果可以从下图中可以仔细的看出来，图4.8（a）和图4.8（b）都是同一个初始激励信号，从图中可以看出得到的效果明显是时间反转的导波检测更加的清晰。
图4.8（a）一般导波检测 图4.8（b）时间反转导波检测
4.5 时间反转应用综述
2007年王强，袁慎芳，邱雷等人[26]基于时间反正理论对结构损伤的监测、。针对结构损伤监测及表征方法研究的不足。这次实验的设备及其一些图像如下图4.9所示分析了时间反转聚焦和四点圆弧定位法原理．在此基础上对四点圆弧定位实现方法进行了改进和扩展，提出了基于时间反转方法的结构损伤图像表征方法，采用Lamb波主动健康监测技术在铝板结构试件上进行了实验验证研究。
他们的实验结果表明，相比于传统的四点圆弧定位法和损伤图像表征方法，该方法即保持了几何定位方法的准确、快速的特点，同时能够较为清晰、准确、直观的表征损伤的发生区域、范嗣和程度，有利于推动四点圆弧法对大尺寸损伤的表征和定位研究，是几何法与图像法的有机结合；同时，实现过程简单，并不需要增加额外的设备和资源，对数据计算处理设备的要求不高；结合Lamb波频散曲线，该方法还可以简便的推广到复合材料结构损伤监测中。这将对结构健康监测研究的实用化有很大的意义。
第 5 章 管型模型的建立及仿真
5.1 宽频激励信号
由于宽带信号在材料中传播情况复杂，宽带激励响应一般为非线性非稳态信号，为信号的获取以及后期的分析带来很多不便。而最新的研究表明，宽带激励响应对材料与结构的多种缺陷和多处缺陷的反应更敏感、更全面。
大多数超声导波法检测时，需要短纯音信号激发的模式纯度要求达到一定程度，同时保持信号在时间上的分辨率。此外，它常常是希望获得使用多个频率的数据，特别是在对一个特定的材料进行监测时,而不确定选用哪种频率的信号最佳时更需要使用这种方式来进行实验。然而，这个过程是不方便和费时的，尤其是当需要很多的信号激励响应进行平均化以获得令人满意的信号-噪声比的时候。例如，对多个窄带信号激励的测量数据进行处理时，就需要很多的数据采集和存储时间。本文采用激励宽频chirp信号的方法来解决多频率信号激励及通过短持续时间激励信号获得高信噪比的问题。通过对宽带激励响应的数据结果运用去卷积法获得多个窄带激励信号的响应值。在确定最佳信号频率和持续时间后，作者选用了一个长持续时间的窄带chirp信号作为激励源，通过后处理技术获得了和(tone burst)单频调试信号激励类似的响应结过。结果显示，将宽频和窄频chirp信号用作无损检测的激励信号对解决多频率信号激励和提高信号信噪比是有效的。