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Improved EFS-based Temperature Compensation Method for EMI Damage Detection using Amplitude Difference-Dependent Coefficient
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DOI：10.1016/j.ndteint.2026.103767.png)
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摘要
En 中文
电-机阻抗（EMI）技术已显示出在结构损伤检测方面的显著潜力。然而，在实际应用中，阻抗信号严重易受环境温度变化的影响，可能导致错误的损伤评估。有效频率偏移（EFS）方法因其原理简单、运行效率高的优势，已被广泛用于EMI温度补偿。不幸的是，现有的基于EFS的温度补偿方法由于忽略了频率相关的幅度偏差，在垂直幅度补偿方面存在固有的不足，限制了其实际适用性。为克服这一缺陷，提出了一种改进的基于EFS的温度补偿方法，结合了新颖的幅度差依赖补偿系数与优化处理。所提出的幅度补偿系数考虑了温度变化引起的幅度偏差，从而显著提升了相较于传统EFS技术的补偿性能。通过这一改进，所提出的方法即使在存在温度干扰的情况下，也为实现可靠的结构损伤检测提供了极大可能性。此外，为验证所提出系数和方法的有效性与可行性，进行了一系列实验室温度补偿研究以及在一个法兰试样上的半室外螺栓松动监测测试。最终，实验室结果表明，相较于传统EFS方法，该方法在高温和低温研究中的平均精度分别提高了54.7%和56.6%，展现出卓越的温度补偿性能。类似地，在半室外测试中，所提出的方法在长期螺栓松动监测的温度补偿性能和损伤检测鲁棒性方面，相较于传统方法也取得了显著改进，即使在环境温度波动约10°C的实际条件下也是如此。所有这些结果均表明，所提出的方法在EMI结构健康监测的温度补偿方面具有巨大潜力，特别是在螺栓松动检测方面。
Keyword:
Electromechanical impedance
Temperature compensation
Damage detection
Amplitude difference-dependent coefficient
Structural health monitoring
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