Geiger定位算法是一種廣泛應(yīng)用的巖石損傷聲發(fā)射源定位方法,但該算法受初始值影響較大,直接影響了算法的應(yīng)用效果。文章充分挖掘Chan算法的特性,提出了一種混合Chan與Geiger算法的優(yōu)化算法,利用Chan算法對損傷聲源進行初始定位,再融合Geiger算法進行迭代解算。通過數(shù)值計算和斷鉛實驗對所提出的混合算法進行理論分析和實驗驗證,結(jié)果表明:該混合算法簡便、易行、結(jié)果可靠,能夠有效提升聲發(fā)射源定位算法的收斂速度和定位精度;在傳感器數(shù)量較少時,該混合算法具有較強的適應(yīng)性;在布設(shè)4個單維傳感器的條件下,Chan與Geiger混合算法較最小二乘法與Geiger混合算法,定位結(jié)果更加精確,且迭代次數(shù)更少,能有效提高計算效率。該研究對于提高巖石、混凝土材料的損傷定位和健康監(jiān)測的測算精度以及工作效率具有一定的促進意義。 

【文章來源】：聲學(xué)技術(shù). 2020,39(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

傳感器布置方式及模擬聲源位置

636聲學(xué)技術(shù)2020年3實驗驗證本次實驗采用的是PAC公司的Micro-Ⅱ型聲發(fā)射檢測儀。實驗工況與仿真計算的設(shè)定均保持一致。測試使用R6α型傳感器(諧振頻率為50kHz)，前置放大器增益為40dB，采樣頻率為1MHz，門檻值設(shè)為30dB。實驗待測樣品為混凝土材料，尺寸大小為0.15m×0.15m×0.15m；傳感器與樣品表面通過凡士林充分耦合；混凝土樣品與地面之間放置軟泡沫，以避免無關(guān)聲音和振動源的干擾。實驗按照“對角式”布局在混凝土表面布設(shè)了4個傳感器(見圖2)，各傳感器具體位置見表4。為有效規(guī)避聲速對實驗結(jié)果的影響，采用文獻[17]中的相關(guān)方法，借助聲發(fā)射儀對混凝土樣品進行聲速測定，多次測量后求得平均聲速為4641.3m·s-1。隨后，使用“斷鉛法”進行測試，以斷鉛事件作為單次聲發(fā)射事件，記錄聲源到達各傳感器的到達時間。斷鉛處坐標(biāo)點為(0.0320,0.0800,0.1500)，各到達時間如表4所示。運用混合算法在迭代100次范圍內(nèi)，得到最小距離誤差、定位結(jié)果及迭代次數(shù)，結(jié)果如表5所示。由表5可知，在預(yù)設(shè)測試條件下，Chan與Geiger混合算法較最小二乘法與Geiger混合算法聲發(fā)射源定位結(jié)果更加準(zhǔn)確，有效降低了距離誤差，實驗精度提高了約69.5%。由此可見，實驗結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果具有較好的一致性，表明所提出的混合算法具有良好的適用性，特別在傳感器數(shù)量較少情況下，Chan與Geiger混合算法依然能夠提供較高的定位精度和計算效率。圖2定位實驗中的傳感器布置方式Fig.2Sensorarrangementinpositioningexperiment表4傳感器的位置坐標(biāo)及到達時間Table4Positioncoordinatesandarrivaltimeofe

【參考文獻】：
期刊論文
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