1.一种隧道二次衬砌脱空检测系统,其特征在于,包括:激振装置(110)、声波信号采集装置(120)和芯片(130);
所述声波信号采集装置(120)用于:当所述激振装置(110)对隧道的待测二次衬砌表面进行激振时,采集所述待测二次衬砌表面所产生的第一声波信号;
所述声波信号采集装置(120)还用于:对所述第一声波信号进行模数转换,得到并将第二声波信号发送至所述芯片(130);
所述芯片(130)用于:根据所述第二声波信号,得到所述待测二次衬砌表面的脱空检测结果;
所述芯片(130)具体用于:
对所述第二声波信号进行傅里叶变换及小波分析,得到目标声波信号;
采用预设检测算法,对所述目标声波信号对应的频谱图进行计算,得到所述待测二次衬砌表面的目标脱空指数;
根据所述目标脱空指数的数值大小,得到所述待测二次衬砌表面的脱空检测结果;其中,所述预设检测算法为: α为所述目标脱空指数,T1为卓越周期,T2为重心周期,C1为所述卓越周期对应的第一脱空阈值,C2为所述重心周期对应的第二脱空阈值,C1=T1(1+1.65×F1),C2=T2(1+1.65×F2),F1为所述卓越周期的离散系数,F2
为所述重心周期的离散系数,m为所述待测二次衬砌表面的衬砌结构质量,Fm为m的离散系数,R为所述激振装置(110)的前端曲率半径,FR为R的离散系数,V0为所述激振装置(110)的激振速度, 为V0的离散系数,E为所述隧道的衬砌结构的动弹性模量,FE为E的离散系数;
所述芯片(130)还用于:
对所有的第一训练声波信号进行预处理,得到多个第二训练声波信号;
对每个第二训练声波信号对应的时域图分别进行傅里叶变换及小波分析,得到并对所述每个第二训练声波信号对应的频域图的特征值进行提取,得到所有的训练特征值;
根据所有的训练特征值进行训练,得到所述预设检测算法。
2.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌脱空检测系统,其特征在于,所述激振装置(110)包括:轨道检测车(111)和冲击筒(112);
所述声波信号采集装置(120)设置在所述轨道检测车(111)上,所述冲击筒(112)设置在所述轨道检测车(111)的前端,用于对所述待测二次衬砌表面进行激振。
3.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌脱空检测系统,其特征在于,所述声波信号采集装置(120)为:拾音器。
4.一种隧道二次衬砌脱空检测方法,其特征在于,包括:
当激振装置(110)对隧道的待测二次衬砌表面进行激振时,声波信号采集装置(120)采集所述待测二次衬砌表面所产生的第一声波信号;
所述声波信号采集装置(120)对所述第一声波信号进行模数转换,得到并将第二声波信号发送至芯片(130);
所述芯片(130)根据所述第二声波信号,得到所述待测二次衬砌表面的脱空检测结果;
所述芯片(130)根据所述第二声波信号,得到所述待测二次衬砌表面的脱空检测结果,包括:所述芯片(130)对所述第二声波信号进行傅里叶变换及小波分析,得到目标声波信号;
所述芯片(130)采用预设检测算法,对所述目标声波信号对应的频谱图进行计算,得到所述待测二次衬砌表面的目标脱空指数;
所述芯片(130)根据所述目标脱空指数的数值大小,得到所述待测二次衬砌表面的脱空检测结果;其中,所述预设检测算法为: α为所述目标脱空指数,T1为卓越周期,T2为重心周期,C1为所述卓越周期对应的第一脱空阈值,C2为所述重心周期对应的第二脱空阈值,C1=T1(1+1.65×F1),C2=T2(1+1.65×F2),F1为所述卓越周期的离散系数,F2为所述重心周期的离散系数,m为所述待测二次衬砌表面的衬砌结构质量,Fm为m的离散系数,R为所述激振装置(110)的前端曲率半径,FR为R的离散系数,V0为所述激振装置(110)的激振速度, 为V0的离散系数,E为所述隧道的衬砌结构的动弹性模量,FE为E的离散系数;
还包括:
所述芯片(130)对所有的第一训练声波信号进行预处理,得到多个第二训练声波信号;
所述芯片(130)对每个第二训练声波信号对应的时域图分别进行傅里叶变换及小波分析,得到并对所述每个第二训练声波信号对应的频域图的特征值进行提取,得到所有的训练特征值;
所述芯片(130)根据所有的训练特征值进行训练,得到所述预设检测算法。
5.根据权利要求4所述的一种隧道二次衬砌脱空检测方法,其特征在于,所述激振装置(110)包括:轨道检测车(111)和冲击筒(112);
所述声波信号采集装置(120)设置在所述轨道检测车(111)上,所述冲击筒(112)设置在所述轨道检测车(111)的前端,用于对所述待测二次衬砌表面进行激振。
6.根据权利要求4所述的一种隧道二次衬砌脱空检测方法,其特征在于,所述声波信号采集装置(120)为:拾音器。