一种基于多阶共振模态的玻璃瓶缺陷检测方法

本发明涉及玻璃瓶检测，具体涉及一种基于多阶共振模态的玻璃瓶缺陷检测方法。

背景技术：

1、各类酒在生产出来后，基本都需要经过多个仓库的转移，以及长途运输到各个销售地区，此过程中会发生少量酒瓶破裂的情况，部分酒的市场价格很高，给相关企业带来了较大损失。相对而言，酒瓶本身的成本低廉，如果能够尽早发现有缺陷的酒玻璃瓶，然后在使用前剔除，可以减少酒玻璃瓶的破损。

2、现有的技术中非破坏性检测：x射线检测是一种非破坏性检测方法，不需要破坏或拆解被测试物体，能够对其内部结构进行检测；这使得x射线检测在不破坏被测试物体的情况下提供高质量的结果；x射线具有短波长，能够穿透物体并检测隐藏在材料内部的微小缺陷和裂缝；它能够提供高分辨率的图像，使得细微的裂纹能够被清晰地显示出来；x射线检测可以用于多种材料的缺陷和裂缝检测，包括金属、陶瓷、塑料等；它可以应用于多个领域，包括航空航天、汽车、建筑、安检等。

3、但是x光检测系统也具有很明显的劣势，x射线是一种高能辐射，对人体有一定的辐射危害。在使用x射线进行检测时，需要采取适当的防护措施，遵循安全操作规程，以确保操作人员和周围环境的安全；不是所有的材料都对x射线具有相同的透明度，一些材料可能会吸收或散射x射线，干扰检测结果；另外，一些轻质材料（如塑料）对x射线的透明度较高，而对重质材料（如金属）的透明度较低。x射线检测通常对材料的表面缺陷和裂缝检测更有效；对于深层缺陷或裂缝，x射线需要较高的能量和较长的暴露时间，这可能限制其应用；需要注意的是，x射线检测是一项专业技术，需要经过培训和资质认证的操作人员来执行；在进行x射线检测时，必须严格遵守相关的安全和操作规程。

4、这些劣势，很大程度上限制了在玻璃瓶缺陷检测的应用。因为设备庞大笨重、昂贵、操作复杂等，明显不适合玻璃瓶的生产企业使用。玻璃瓶的生产企业的利润率较低，基本承担不起x光设备的使用费用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于多阶共振模态的玻璃瓶缺陷检测方法，利用本发明的检测方法，检测的精度高，检测的效率高。

2、为达到上述目的，一种基于多阶共振模态的玻璃瓶缺陷检测方法，包括以下步骤：

3、s1 确定合格玻璃瓶检测信息，检测信息包括第n阶模态的固有频率、第n阶模态的固有频率分布、相邻阶之间的跳跃频率和第n阶模态的固有频率阻尼系数，其中n为大于等于1的正整数；将合格玻璃瓶检测信息存储到控制器中。

4、s2 将与控制器通讯的激励探头作用到待检测玻璃瓶上。

5、s3 扫频；控制器控制激励探头在a-bhz频率范围内依次产生高频振动。

6、s4 作用到待检测玻璃瓶上的检测探头获取振动特征信息并将振动特征信息传输到控制器中。

7、s5 控制器计算出第n阶模态的实际固有频率、第n阶模态的实际固有频率分布、相邻阶之间的实际跳跃频率和第n阶模态的固有频率实际阻尼系数。

8、s6 控制器从低阶到高阶依次判断玻璃瓶缺陷，如在m阶模态下判断玻璃瓶不合格则停止扫频，判断玻璃瓶有缺陷，其中2≥m≥n，如n阶模态全部扫频完成后未发现玻璃瓶缺陷，则判断剥离瓶合格；每阶模态下分别比较如下参数：实际固有频率是否在固有频率范围内，实际固有频率分布是否在固有频率分布的范围内，实际跳跃频率是否在跳跃频率范围内，实际阻尼系数是否在阻尼系数ξn范围内，如上述任一参数不在范围内，则判断玻璃瓶不合格，如全部参数在范围内则判断玻璃瓶合格。

9、该方法，结构系统如玻璃瓶在受到外界激励产生运动时，将按特定频率发生自然振动，这个特定的频率被称为结构的固有频率，通常一个结构有很多个固有频率。固有频率与外界激励没有关系，是结构的一种固有属性。不管外界有没有对结构进行激励，结构的固有频率都是存在的，只是当外界有激励时，结构是按固有频率产生振动响应的。因此，在本发明中，首先确定出合格玻璃瓶的固有频率、固有频率分布、相邻阶之间的跳跃频率和固有频率阻尼系数，并且基于一个结构有很多个固有频率，因此，将其设定呈n个阶，然后通过加载a-bhz频率范围内的高频振动，通过检测探头检测玻璃瓶的振动特征信息，在扫频过程中，从低阶到高阶进行扫频并逐个阶内的参数进行依次比对，通过比对如下参数：实际固有频率是否在固有频率范围内，实际固有频率分布是否在固有频率分布的范围内，实际跳跃频率是否在跳跃频率范围内，实际阻尼系数是否在阻尼系数范围内，且采用如下的判断过程来判断玻璃瓶是否有缺陷：如上述任一参数不在范围内，则判断玻璃瓶不合格，如全部参数在范围内则判断玻璃瓶合格。这样，可通过多个参数来判断玻璃瓶是否合格，检测的精度高，且通过顺序对比，即如果在第m阶模态下就判断出了玻璃瓶有缺陷，则就不需要继续下面的阶模态比对，因此，提高了检测效率。

10、进一步的，激励探头和检测探头作用到玻璃瓶的不同位置。

11、进一步的，在s3的扫频过程中，高频振动的频率为连续变化。采用这种方法，虽然检测时间较长，但检测的品质稳定性最好。

12、进一步的，在s3的扫频过程中，高频振动的频率以每次增加phz进行扫频。采用这种方法，检测的时间相对缩短，且检测的品质稳定性能得到基本的保证。

13、进一步的，在s3的扫频过程中，控制器获取检测探头的信号，在振动变化平缓的频段，高频振动频率以ehz增加，在振动变化激烈的频段，高频振动频率以fhz增加，其中e＞f。采用这种方法，能大幅提升检测效率。

14、进一步的，振动特征信息包括频率、振幅和加速度。

15、进一步的，在控制器中根据振动特征信息行程时域的加速度-时间曲线，根据加速度-时间曲线经过傅里叶变换后得到频域的振幅-频率曲线，通过频域的振幅-频率曲线得到实际固有频率。

16、进一步的，检测探头为振动检测探头。

17、进一步的，激励探头为压电激励器。采用压电激励器的有益效果是：

18、1. 高效能转换：压电材料具有特殊的电－机－电能转换性质，能将电能转换为机械振动能，并能将机械振动能转化为电能。因此，压电激励器能够实现高效能的能量转换。

19、2. 快速响应：压电材料具有良好的动态响应特性，能够迅速响应电场的变化。这使得压电激励器能够实现快速、精确的振动激励，满足高速振动实验或反馈控制系统的需求。

20、3. 宽频带：压电材料的频率响应范围较宽，可涵盖从几赫兹到几百千赫兹的频率范围。这使得压电激励器适用于不同频率范围的振动激励实验或应用。

21、4. 精确度高：压电激励器具有高精度的控制能力，能够实现精确的振动激励、频率调节和幅值控制。这使得其在需要高精度振动激励的应用中表现出色。

22、5. 可靠性好和长寿命：压电材料具有较高的耐用性和可靠性，能够承受高频振动、循环加载以及恶劣工作环境等条件。同时，由于不涉及摩擦或机械接触，压电激励器的使用寿命较长。

23、6. 尺寸小巧：压电材料具有良好的材料性质，在相对较小的尺寸范围内就能提供足够的振动力和振幅。这使得压电激励器可以设计为小型、便携式，并适用于对尺寸要求较高的应用场景。