CN115825228A - 一种工程结构界面损伤检测的定量标定方法和测试*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程结构界面损伤检测的定量标定方法和测试***，所述方法包括：自动力锤敲击组合结构的待检测表面以产生重复性激励信号；布置传感器组，包括压电陶瓷片、高频加速度计、超声传感器、低频麦克风、高频麦克风、激光测振仪，用于对产生的应力波进行接触式和非接触式测量；数据采集与分析设备基于机器学习方法挖掘不同传感器测试信号的特征指标与损伤尺寸的映射关系，标定不同传感器的测试范围；其中，激光测振仪一方面用于非接触式测量，一方面用于校验和标定压电陶瓷片、高频加速度计、超声传感器、低频麦克风、高频麦克风的测试数据和测试范围。本发明可显著提升界面损伤测试的精度和适用范围。

Description

一种工程结构界面损伤检测的定量标定方法和测试***

技术领域

本发明涉及工程结构损伤检测技术领域，特别涉及一种工程结构界面损伤检测的定量标定方法和测试***。

背景技术

钢-混凝土组合结构、钢板加固混凝土结构、FRP加固混凝土结构，被广泛应用于大型土木工程结构的加固和修复中。上述结构存在不同材料之间粘结界面的共性问题，且是保证钢材和混凝土、FRP和混凝***同受力的基础。然而，针对界面剥离、脱粘和滑移仍然缺乏有效的无损测试技术。此外，现有测试技术存在精度不一致的问题。相同测试技术采用的设备和传感器精度存在显著的差异，不同测试技术之间的测试的物理量不同，如麦克风是基于声学的，加速度计是基于振动的，压电陶瓷PZT又是不封装的宽频域感知元件，超声波传感器是基于高频应力波的(其对低频的振动不敏感)。由于上述原因，直接导致现在工程结构中的界面损伤检测存在显著的技术瓶颈，缺乏高效的量化测试方法和精准的对比数据支撑，从而缺陷检出率低。

已有的界面损伤测试方法一般基于混凝土结构和钢结构的损伤测试而研发的，比如冲击回波法，冲击声振法，冲击响应法，超声波对测法、超声波CT等。上述方法的信号分析都假设待测构件的材料组成是一种材料，在理论分析的时候均将其假设为均质材料。

与混凝土结构和钢结构不同，钢和混凝土组成组合结构、FRP(碳纤维)布/板与混凝土组成复合结构，组合结构和复合结构均是由两种不同材料组成的。此外，相比与混凝土而言，钢板和FRP布/板的厚度十分小。由于不同材料的弹性模量、密度和泊松比均差异显著，其振动特性和应力波的传播速度相差较大，因此在界面处会产生振动变形不协调、应力波由于阻抗不匹配导致的界面反射。因此，基于单一材料假设研发的现有测试方法，难以满足工程结构中界面损伤的精准测试。

正是基于不同材料的参数差异，如导热性等，温度测试和射线法可以用于FRP界面损伤的测试。但是由于钢板在组合结构的最外侧，且钢材的导热性较大，难以用于钢-混凝土组合结构的损伤测试。由于钢板的屏蔽效应，电磁波方法不适用于钢-混凝土组合结构。

现有研究中比较折中的解决方案是：基于传统冲击回波法，冲击声振法，冲击响应法，超声波对测试设备采集相关的数据，然后对比信号衰减特性、幅值和频率差异，对有无界面损伤进行定性的判别。不同学者和检测机构一般都是仅开展一种方法的测试，直接导致了不同检测人员得到的结果不一致。上述单一测试方法，也只能用于较大面积界面缺陷的检测，对尺寸较小的缺陷检测效果差，且无损检测中对损伤的评估严重依赖检测人员的工程经验，容易出现误判的情形。

因此，目前界面损伤的测试所面临的核心问题主要包括：一、基于传统的冲击回波法，冲击声振法，冲击响应法，超声波对测法、超声波CT方法进行测试的话，不能直接采用商用设备的传感器作为感知元件，因为其传感器尺寸较大，测试误差较大；二、不同设备采集***的采样精度和量程差异显著，严重阻碍了信号对比的可操作性，由于设备所配置的传感器的型号不一致，接口不匹配、感知物理量不同等诸多原因，未能够实现多种信号的同步采集；三、缺乏***的对标测试方法和实施方案，无法量化不同方法的测试精度差异；四、缺乏高效精准的测试信号特征指标与损伤尺寸的映射关系，损伤评估对测试人员经验的依赖性显著。

此外，现有冲击声振测试均采用的常规麦克风采集声音信号，采用低频加速度计采集缺陷处钢板的振动信号。当界面缺陷尺寸较小和钢板厚度较大时，声音和振动信号的频率将超过20kHZ，现有冲击声振测试感知范围有限，将难以适用。并且，现有单一测试方案在进行室内研究的实测，标定的工况较少，难以全面表述传感器与激励端是否分别存在界面损伤导致的信号差异，进一步加剧了界面损伤测试的不精准现状。

发明内容

针对工程结构界面损伤测试目前基于单一测方法呈现出的测试准确性低、缺乏对标测试方法的缺点，本发明的目的在于提供一种工程结构界面损伤检测的定量标定方法和测试***，旨在通过高效的测试技术和量化对比方案，提升界面损伤测试的精度，以期实现对界面损伤尺寸的精准识别。本发明通过高低频麦克风组合，解决常规低频麦克风测试测试的局限性(界面尺寸过小或者钢板厚度过大时，声音信号频率大于20kHz,超出常规麦克风的感知范围)。此外，本发明的综合测试***及方法可广泛适用于钢-混凝土界面、FRP-混凝土界面和装配化混凝土结构中的界面损伤识别中。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下方案：

一方面，提供了一种工程结构界面损伤检测的定量标定方法，包括以下步骤：

利用自动力锤作为激励装置，敲击组合结构的待检测表面以产生重复性激励信号；

布置传感器组；所述传感器组包括压电陶瓷片、高频加速度计、超声传感器、低频麦克风、高频麦克风和激光测振仪；

其中，所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器设置在组合结构的待检测表面上，用于对产生的应力波进行接触式测量；所述低频麦克风、所述高频麦克风、所述激光测振仪设置在组合结构的待检测表面的前方，用于对产生的应力进行非接触式测量；

利用数据采集与分析设备采集所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器、所述低频麦克风、所述高频麦克风和所述激光测振仪的测试信号；

所述数据采集与分析设备基于机器学习方法挖掘不同传感器测试信号的特征指标与损伤尺寸的映射关系，标定不同传感器的测试范围；

其中，所述激光测振仪一方面用于非接触式测量，一方面用于校验所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器、所述低频麦克风、所述高频麦克风的测试数据，并标定所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器、所述低频麦克风、所述高频麦克风的测试范围。

优选地，所述压电陶瓷片和/或所述超声传感器配合所述自动力锤，用于进行冲击-回波测试；

所述高频加速度计和/或所述激光测振仪配合所述自动力锤，用于进行冲击-响应测试；

所述低频麦克风和/或所述高频麦克风配合所述自动力锤，用于进行冲击-声振测试。

优选地，根据界面粘结完好位置和界面剥离位置的振动模态不同，所述激光测振仪开展基于振动模态的界面损伤尺寸和位置的识别，并根据识别结果对所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器、所述低频麦克风、所述高频麦克风的测试范围进行标定。

优选地，所述数据采集与分析设备基于机器学习方法挖掘不同传感器测试信号的至少以下特征指标：幅值、信号能量、首波声时、信号频率，作为损伤评估的特征指标，建立与损伤尺寸的映射关系，实现基于多参数的损伤评估。

优选地，所述方法基于击实-采空、击实-采实、击空-采空、击空-采实四种工况，对组合结构界面损伤进行测试分析和定量标定。

一方面，提供了一种工程结构界面损伤检测的测试***，包括：作为激励装置的自动力锤，作为感应装置的传感器组，以及数据采集与分析设备；

所述自动力锤用于敲击组合结构的待检测表面以产生激励信号；所述传感器组包括压电陶瓷片、高频加速度计、超声传感器、低频麦克风、高频麦克风、激光测振仪；其中，所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器设置在组合结构的待检测表面上，用于对产生的应力波进行接触式测量；所述低频麦克风、所述高频麦克风、所述激光测振仪设置在组合结构的待检测表面的前方，用于对产生的应力进行非接触式测量；

所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器、所述低频麦克风、所述高频麦克风和所述激光测振仪的测试信号均传输到所述数据采集与分析设备进行处理，所述数据采集与分析设备基于机器学习方法挖掘不同传感器测试信号的特征指标与损伤尺寸的映射关系，标定不同传感器的测试范围。

优选地，所述自动力锤连接控制器，所述控制器用于控制所述自动力锤的敲击力幅值、敲击角度和敲击频率，以产生高质量、重复性激励信号。

优选地，所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器、所述低频麦克风、所述高频麦克风分别通过同轴电缆接线器连接至所述数据采集与分析设备。

优选地，所述激光测振仪为2D扫描式多普勒激光测振仪，通过脚架支撑在组合结构的待检测表面的前方。

优选地，所述组合结构包括钢-混凝土组合结构、粘钢加固混凝土组合结构、FRP加固混凝土组合结构。

优选地，所述测试***的测试过程包括以下步骤：

作为控制器的计算机控制自动力锤的敲击力幅值、敲击角度和敲击频率，敲击组合结构的待检测表面以产生高质量、重复性激励信号；

对于当前测点，同步采集压电陶瓷片、高频加速度计、超声传感器、低频麦克风、高频麦克风、激光测振仪的测试信号，所述测试信号包括时域波形信号；

数据采集与分析设备检查采集的时域波形信号，以幅值、信号能量、首波声时、信号频率为特征指标进行分析；

判断各个传感器的信号变化趋势是否一致；若不一致，检查设备安装情况，重新开始测量；若一致，进一步判断当前测点是否存在界面损伤；

若当前测点不存在界面损伤，则自动力锤敲击下一测点进行测试；

若当前测点存在界面损伤，则在当前测点周围进行加密测量；

判断加密测点是否存在界面损伤；若加密测点不存在界面损伤，则自动力锤敲击下一测点进行测试；若加密测点存在界面损伤，则利用激光测振仪进行振动模态测试，确定损伤尺寸和位置；

数据采集与分析设备保存测试结果，基于机器学习方法挖掘不同传感器测试信号的特征指标与损伤尺寸的映射关系，标定不同传感器的测试范围。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本发明实施例提出的一种工程结构界面损伤检测的定量标定方法和测试***，可突破目前工程结构界面损伤检测存在的标准不一致，厚钢板不能测、小缺陷测不准的技术瓶颈，利用***性的量化对比测试和机器学习方法，建立不同传感器测试信号特征指标与界面缺陷尺寸之间的精准映射关系，显著提升界面损伤测试的精度和适用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的工程结构界面损伤综合测试***用于钢-混凝土组合结构的布置示意图；

图2是本发明实施例提供的工程结构界面损伤综合测试***用于粘钢加固混凝土组合结构的布置示意图；

图3是本发明实施例提供的工程结构界面损伤综合测试***用于接触式和非接触式测量的结构示意图(击空-采空)；

图4a、图4b、图4c分别是本发明实施例提供的击实-采空、击实-采实、击空-采实的测试示意图；

图5a、图5b、图5c、图5d、图5e分别是本发明实施例提供的压电陶瓷片、高频加速度计、超声传感器、低频麦克风、高频麦克风的连接示意图；

图6是本发明实施例提供的测试方法的流程示意图；

图7a和图7b是本发明实施例提供的各个传感器的测试结果示意图；

图8是本发明实施例提供的不同传感器信号的相似度分析示意图。

如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在本发明的保护范围中。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例提供了一种工程结构界面损伤检测的定量标定方法和测试***，图1是所述测试***用于钢-混凝土组合结构的布置示意图，图2是所述测试***用于粘钢加固混凝土组合结构的布置示意图，图3是所述测试***用于接触式和非接触式测量的结构示意图。

基于图1-图3所示的***结构，所述工程结构界面损伤检测的定量标定方法包括以下步骤：

利用自动力锤1作为激励装置，敲击组合结构的待检测表面以产生高质量、重复性激励信号；

布置传感器组；这里的传感器组包括压电陶瓷片2、高频加速度计3、超声传感器4、低频麦克风5、高频麦克风6、激光测振仪7；

其中，在组合结构的待检测表面上设置压电陶瓷片2、高频加速度计3和超声传感器4，对产生的应力波进行接触式测量；在组合结构的待检测表面的前方设置低频麦克风5、高频麦克风6和激光测振仪7，对产生的应力波进行非接触式测量；

利用数据采集与分析设备8采集压电陶瓷片2、高频加速度计3、超声传感器4、低频麦克风5、高频麦克风6和激光测振仪7的测试信号；

数据采集与分析设备8基于机器学习方法挖掘不同传感器测试信号的特征指标与损伤尺寸的映射关系，标定不同传感器的测试范围；

其中，激光测振仪7一方面用于非接触式测量，一方面用于校验压电陶瓷片2、高频加速度计3、超声传感器4、低频麦克风5、高频麦克风6的测试数据，并标定压电陶瓷片2、高频加速度计3、超声传感器4、低频麦克风5、高频麦克风6的测试范围。

本发明实施例中，压电陶瓷片2和/或超声传感器4配合自动力锤1，用于进行冲击-回波测试；高频加速度计3和/或激光测振仪7配合自动力锤1，用于进行冲击-响应测试；低频麦克风5和/或高频麦克风6配合自动力锤1，用于进行冲击-声振测试。其中，冲击-回波测试和冲击-响应测试属于接触式测量，冲击-声振测试和模态测试是非接触式测量。

进一步地，根据界面粘结完好位置和界面剥离位置的振动模态不同，激光测振仪7开展基于振动模态的界面损伤尺寸和位置的识别，并根据识别结果对压电陶瓷片2、高频加速度计3、超声传感器4、低频麦克风5、高频麦克风6的测试范围进行标定。

由于激光测振仪7的测试频率范围极宽，本发明实施例中不仅利用激光测振仪7进行冲击-响应测试，还利用激光测振仪7校验和标定压电陶瓷片2、高频加速度计3、超声传感器4、低频麦克风5、高频麦克风6等传感器的测试数据和测试范围。

因此，本发明所述测试***不仅能够实现冲击-回波、冲击-响应、冲击-声振和模态测试4种模式的一体化同步测试，还能够实现界面损伤检测的定量标定。

图3所示的测试场景为基于“击空-采空”的测试场景，图4a-图4c分别为基于“击实-采空”、“击实-采实”、“击空-采实”的测试场景示意图。本发明实施例中基于“击实-采空”、“击实-采实”、“击空-采空”、“击空-采实”四种工况，对组合结构界面损伤进行测试分析和定量标定，量化不同传感器的感知范围差异，突破对厚钢板不能测和小尺寸缺陷测不准的缺陷，对钢板厚度和缺陷尺寸进行界定，量化所述的接触式和非接触式测量的一体化测试***的测试范围和适用场景。

进一步地，数据采集与分析设备8基于机器学习方法挖掘不同传感器测试信号的至少以下特征指标：幅值、信号能量、首波声时、信号频率，作为损伤评估的特征指标，建立与损伤尺寸的映射关系，实现基于多参数的损伤评估，避免损伤评估对检测人员经验的依赖性，建立了高效精准的界面损伤尺寸识别体系，提升了缺陷几何尺寸的识别精度。

相应地，本发明的实施例还提供了一种工程结构界面损伤检测的测试***。根据图1-图3所示，所述***包括：作为激励装置的自动力锤1，作为感应装置的传感器组，所述传感器组包括压电陶瓷片2、高频加速度计3、超声传感器4、低频麦克风5、高频麦克风6、激光测振仪7，所述***还包括数据采集与分析设备8。

其中，自动力锤1用于敲击组合结构的待检测表面以产生激励信号；压电陶瓷片2、高频加速度计3、超声传感器4设置在组合结构的待检测表面上，用于对产生的应力波进行接触式测量；低频麦克风5、高频麦克风6、激光测振仪7设置在组合结构的待检测表面的前方，用于对产生的应力波进行非接触式测量。

压电陶瓷片2、高频加速度计3、超声传感器4、低频麦克风5、高频麦克风6和激光测振仪7的测试信号均传输到数据采集与分析设备8进行处理，数据采集与分析设备8基于机器学习方法挖掘不同传感器测试信号的特征指标与损伤尺寸的映射关系，标定不同传感器的测试范围。

本发明实施例中，自动力锤1连接控制器(例如计算机)，控制器能够控制自动力锤1的敲击力幅值、敲击角度和敲击频率等参数，以产生高质量、重复性激励信号。

本发明实施例中，压电陶瓷片2、高频加速度计3、超声传感器4、低频麦克风5、高频麦克风6分别通过同轴电缆接线器BNC连接至数据采集与分析设备8，如图5a-图5e所示。

现有冲击-声振、冲击-响应测试，均采用常规的低频麦克风采集声音信号，采用低频加速度计采集缺陷处钢板的振动信号。当界面缺陷尺寸较小和钢板厚度较大时，声音信号和振动信号的频率将超过20kHZ。本发明引入高频麦克风，其可感知声音信号的频率最高为100kHz，引入高频加速度计，其可感知的振动信号频率为60kHz，突破了现有冲击-声振、冲击-响应测试感知范围有限的局限性，提升冲击-声振、冲击-响应测试的精度和适用场景。

进一步地，本发明实施例中采用的激光测振仪7为2D扫描式多普勒激光测振仪，通过脚架9支撑在组合结构的待检测表面的前方。激光测振仪7不仅能够用于冲击-响应测试，而且能够用于模态测试，实现对界面损伤尺寸和位置的精准分析，并对压电陶瓷片2、高频加速度计3、超声传感器4、低频麦克风5、高频麦克风6的测试范围进行校验和标定。

本发明提供的测试***可应用的组合结构包括但不限于钢-混凝土组合结构、粘钢加固混凝土组合结构、FRP加固混凝土组合结构等。

如图6所示，所述测试***的测试过程包括以下步骤：

作为控制器的计算机控制自动力锤的敲击力幅值、敲击角度和敲击频率，敲击组合结构的待检测表面以产生高质量、重复性激励信号；

对于当前测点，同步采集压电陶瓷片、高频加速度计、超声传感器、低频麦克风、高频麦克风、激光测振仪的测试信号，所述测试信号包括时域波形信号；

数据采集与分析设备检查采集的时域波形信号，以幅值、信号能量、首波声时、信号频率为特征指标进行分析；

判断各个传感器的信号变化趋势是否一致；若不一致，检查设备安装情况，重新开始测量；若一致，进一步判断当前测点是否存在界面损伤；

若当前测点不存在界面损伤，则自动力锤敲击下一测点进行测试；

若当前测点存在界面损伤，则在当前测点周围进行加密测量；

判断加密测点是否存在界面损伤；若加密测点不存在界面损伤，则自动力锤敲击下一测点进行测试；若加密测点存在界面损伤，则利用激光测振仪进行振动模态测试，确定损伤尺寸和位置；

数据采集与分析设备保存测试结果，基于机器学习方法挖掘不同传感器测试信号的特征指标与损伤尺寸的映射关系，标定不同传感器的测试范围。

基于上述测试方法的一个具体实施例的测试结果如图7a-图7b和图8所示。图7a-图7b展示了各个传感器的时域测试信号，图8展示了不同传感器信号的相似度分析结果。

本发明通过挖掘不同传感器测试信号的特征指标，利用***性的量化对比测试和机器学习方法，建立不同传感器测试信号特征指标与界面缺陷尺寸之间的精准映射关系，并通过激光测振仪对其余传感器的测试范围进行量化标定，显著提升了界面损伤测试的精度和适用范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

在说明书中提到“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等指示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。另外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合其它实施例(无论是否明确描述)实现这种特征、结构或特性应在相关领域技术人员的知识范围内。

通常，可以至少部分从上下文中的使用来理解术语。例如，至少部分取决于上下文，本文中使用的术语“一个或多个”可以用于描述单数意义的任何特征、结构或特性，或者可以用于描述复数意义的特征、结构或特性的组合。另外，术语“基于”可以被理解为不一定旨在传达一组排他性的因素，而是可以替代地，至少部分地取决于上下文，允许存在不一定明确描述的其他因素。

可以理解的是，本公开中的“在……上”、“在……之上”和“在……上方”的含义应当以最宽方式被解读，以使得“在……上”不仅表示“直接在”某物“上”而且还包括在某物“上”且其间有居间特征或层的含义，并且“在……之上”或“在……上方”不仅表示“在”某物“之上”或“上方”的含义，而且还可以包括其“在”某物“之上”或“上方”且其间没有居间特征或层的含义。

此外，诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相关术语在本文中为了描述方便可以用于描述一个元件或特征与另一个或多个元件或特征的关系，如在附图中示出的。空间相关术语旨在涵盖除了在附图所描绘的取向之外的在设备使用或操作中的不同取向。设备可以以另外的方式被定向，并且本文中使用的空间相关描述词可以类似地被相应解释。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外，为了避免对本发明的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件和电路等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工程结构界面损伤检测的定量标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用自动力锤作为激励装置，敲击组合结构的待检测表面以产生重复性激励信号；

布置传感器组；所述传感器组包括压电陶瓷片、高频加速度计、超声传感器、低频麦克风、高频麦克风和激光测振仪；

其中，所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器设置在组合结构的待检测表面上，用于对产生的应力波进行接触式测量；所述低频麦克风、所述高频麦克风、所述激光测振仪设置在组合结构的待检测表面的前方，用于对产生的应力进行非接触式测量；

利用数据采集与分析设备采集所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器、所述低频麦克风、所述高频麦克风和所述激光测振仪的测试信号；

所述数据采集与分析设备基于机器学习方法挖掘不同传感器测试信号的特征指标与损伤尺寸的映射关系，标定不同传感器的测试范围；

其中，所述激光测振仪一方面用于非接触式测量，一方面用于校验所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器、所述低频麦克风、所述高频麦克风的测试数据，并标定所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器、所述低频麦克风、所述高频麦克风的测试范围。

2.根据权利要求1所述的工程结构界面损伤检测的定量标定方法，其特征在于，所述压电陶瓷片和/或所述超声传感器配合所述自动力锤，用于进行冲击-回波测试；

所述高频加速度计和/或所述激光测振仪配合所述自动力锤，用于进行冲击-响应测试；

所述低频麦克风和/或所述高频麦克风配合所述自动力锤，用于进行冲击-声振测试。

3.根据权利要求1所述的工程结构界面损伤检测的定量标定方法，其特征在于，根据界面粘结完好位置和界面剥离位置的振动模态不同，所述激光测振仪开展基于振动模态的界面损伤尺寸和位置的识别，并根据识别结果对所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器、所述低频麦克风、所述高频麦克风的测试范围进行标定。

4.根据权利要求1所述的工程结构界面损伤检测的定量标定方法，其特征在于，所述数据采集与分析设备基于机器学习方法挖掘不同传感器测试信号的至少以下特征指标：幅值、信号能量、首波声时、信号频率，作为损伤评估的特征指标，建立与损伤尺寸的映射关系，实现基于多参数的损伤评估。

5.根据权利要求1所述的工程结构界面损伤检测的定量标定方法，其特征在于，所述方法基于击实-采空、击实-采实、击空-采空、击空-采实四种工况，对组合结构界面损伤进行测试分析和定量标定。

6.一种工程结构界面损伤检测的测试***，其特征在于，包括：作为激励装置的自动力锤，作为感应装置的传感器组，以及数据采集与分析设备；

所述自动力锤用于敲击组合结构的待检测表面以产生激励信号；所述传感器组包括压电陶瓷片、高频加速度计、超声传感器、低频麦克风、高频麦克风、激光测振仪；其中，所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器设置在组合结构的待检测表面上，用于对产生的应力波进行接触式测量；所述低频麦克风、所述高频麦克风、所述激光测振仪设置在组合结构的待检测表面的前方，用于对产生的应力进行非接触式测量；

所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器、所述低频麦克风、所述高频麦克风和所述激光测振仪的测试信号均传输到所述数据采集与分析设备进行处理，所述数据采集与分析设备基于机器学习方法挖掘不同传感器测试信号的特征指标与损伤尺寸的映射关系，标定不同传感器的测试范围。

7.根据权利要求6所述的工程结构界面损伤检测的测试***，其特征在于，所述自动力锤连接控制器，所述控制器用于控制所述自动力锤的敲击力幅值、敲击角度和敲击频率，以产生重复性激励信号。

8.根据权利要求6所述的工程结构界面损伤检测的测试***，其特征在于，所述压电陶瓷片、所述高频加速度计、所述超声传感器、所述低频麦克风、所述高频麦克风分别通过同轴电缆接线器连接至所述数据采集与分析设备。

9.根据权利要求6所述的工程结构界面损伤检测的测试***，其特征在于，所述激光测振仪为2D扫描式多普勒激光测振仪，通过脚架支撑在组合结构的待检测表面的前方。

10.根据权利要求6所述的工程结构界面损伤检测的测试***，其特征在于，所述测试***的测试过程包括以下步骤：

作为控制器的计算机控制自动力锤的敲击力幅值、敲击角度和敲击频率，敲击组合结构的待检测表面以产生重复性激励信号；

对于当前测点，同步采集压电陶瓷片、高频加速度计、超声传感器、低频麦克风、高频麦克风、激光测振仪的测试信号，所述测试信号包括时域波形信号；

数据采集与分析设备检查采集的时域波形信号，以幅值、信号能量、首波声时、信号频率为特征指标进行分析；

判断各个传感器的信号变化趋势是否一致；若不一致，检查设备安装情况，重新开始测量；若一致，进一步判断当前测点是否存在界面损伤；

若当前测点不存在界面损伤，则自动力锤敲击下一测点进行测试；

若当前测点存在界面损伤，则在当前测点周围进行加密测量；

判断加密测点是否存在界面损伤；若加密测点不存在界面损伤，则自动力锤敲击下一测点进行测试；若加密测点存在界面损伤，则利用激光测振仪进行振动模态测试，确定损伤尺寸和位置；

数据采集与分析设备保存测试结果，基于机器学习方法挖掘不同传感器测试信号的特征指标与损伤尺寸的映射关系，标定不同传感器的测试范围。

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