专利名称：一种微震源或声发射源的定位方法
技术领域：
本发明涉一种微震源或声发射源的定位方法。
背景技术：
如何准确定位材料破损或岩爆前期伴随产生的微震/声发射源位置十分重要。微 震/声发射的源定位技术是声发射技术研究的核心问题之一，其定位准确程度反映声源检 测位置与真实位置的符合程度。许多科学工作者对声发射的源定位进行了大量的研究，提出了许多对声发射的源 定位方法，如基于模态分析和小波变换的定位方法、基于神经元网络系统的定位方法等，但 目前的声发射仪器进行定位仍普遍采用传统的第1次门槛跨越技术时差定位方法，该方法 技术比较成熟，但需要预先给定声速或实测声速。波的传播速度受到传播介质的材质、尺寸 及表面状态等因素影响，当输入的声速不同于被测物体中的真实声速时，特别对于岩石介 质复杂性，将给系统定位带来误差，另外，实测声速受探头间距的大小影响也较大。总之，在目前声发射仪定位系统中还不能消除声速偏差给定位造成的影响。为解 决这一问题，有必要提出了一种不测速度的非线性定位的新方法，可以不用测量声速，能避 免测量声速给定位造成的影响。
发明内容
本发明的目的是提出一种微震源或声发射源的定位方法，该微震源或声发射源的 定位方法不用测量或预先给定声速，能避免测量声速给定位造成的影响，提高了定位精度， 在实际工程应用中较传统方法方便实用。本发明的技术解决方案如下—种微震源或声发射源的定位方法，分为两种情况A 二维定位方法在待测对象的附近放置M个不处于同一直线位置的声发射传感器，M个声发射传 感器的二维位置坐标已知，分别为(Xl，yi)、(x2，y2)、...，(xM, yM)，M大于等于4;微震源或声发射源发声后，M个声发射传感器感应到微震源或声发射源的发声讯 号并分别记录下感应到该发声讯号的时刻t1; t2,...,tM；基于G组数据并根据下式计算出待测对象的位置坐标(X，y)，所述的数据包括2 个声发射传感器的位置坐标值和该2个声发射传感器收到发声讯号的时间差
权利要求
1.一种微震源或声发射源的定位方法，其特征在于，分为两种情况A 二维定位方法在待测对象的附近放置M个不处于同一直线位置的声发射传感器，M个声发射传感器 的二维位置坐标已知，分别为(Xl，yi)、(x2，y2)、...，(xM，yM)，M大于等于4;微震源或声发射源发声后，M个声发射传感器感应到微震源或声发射源的发声讯号并 分别记录下感应到该发声讯号的时刻t1; t2,...,tM；基于G组数据并根据下式计算出待测对象的位置坐标(χ，y)，所述的数据包括2个声 发射传感器的位置坐标值和该2个声发射传感器收到发声讯号的时间差- xf + (兄-yfj- [(Xj - xf + (yj -y}j= (t, - ^ 公式 1 ；其中i，j均为1，2，. . .，M，且i兴j，ν为声波的当前传播速度，表示从M个对象中 选择2个的组合数；B 三维定位方法在待测对象的附近放置N个不处于同一平面的声发射传感器，N个声发射传感器的二 维位置坐标已知，分别为(X1, Y1, Z1)、(x2, y2, Z2)、. . .，(xN, yN, zN) ；N大于等于5 ；微震源或声发射源发声后，M个声发射传感器感应到微震源或声发射源的发声讯号并 分别记录下感应到该发声讯号的时刻t1; t2，. . .，tN ；基于C》组数据并根据下式计算出待测对象的位置坐标(X，y, ζ)，所述的数据包括2个 声发射传感器的位置坐标值和该2个声发射传感器收到发声讯号的时间差(χ, - x)2 + (^1 - 3^)2 + -^fj- k - x} + k - yf + (ζ, - zf j = (t,-^ —公式 2 ；其中i，j均为1，2，. . .，N，且i兴j, ν为声波的当前传播速度，表示从N个对象中 选择2个的组合数。
2.根据权利要求1所述的微震源或声发射源的定位方法，其特征在于，采用非线性回 归算法求解待测对象的位置坐标。
3.根据权利要求2所述的微震源或声发射源的定位方法，其特征在于，采用加速单纯 形法或麦夸特法中至少一种方法求解待测对象的位置坐标。
全文摘要
本发明公开了一种微震源或声发射源的定位方法，将多个声发射传感器安放于待测对象的附近，根据已知传感器所在位置的坐标值和时间差，根据距离运算公式，通过加速单纯形法或麦夸特法等非线性最小二乘回归方法求出微震源或声发射源的位置坐标。本发明的声发射定位方法不用测量或预先给定声速，能避免测量声速给定位造成的影响，提高了定位精度，在实际工程应用中较传统方法方便实用。
文档编号G01S5/22GK102129063SQ20101060248
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者周子龙, 宫凤强, 李夕兵, 董陇军 申请人:中南大学