。時間信息(寄存器)的比特長度b被確定為滿足b多51比特的8 的最小倍數。因而,比特長度b被確定為56比特=7字節。結果,典型的無線模塊可以用 于時間信息的傳輸。
[0041] 圖3是示出了時間信息的比特的數量和持續測量年的數量之間的關系的圖表。時 間分辨能力dt越小,需要被存儲的時間信息的比特的數量就越大。持續測量年的數量越 長,需要被存儲的時間信息的比特的數量就越大。
[0042] 下文描述了處理器16的示例性結構。
[0043] 圖4是示出了根據實施例的處理器16的示例性結構的示意圖。根據實施例的處 理器16包括濾波器21、門信號生成器22、提取器23、確定器24、檢測信息生成器25以及存 儲器26。
[0044] 當從ADC 13接收數字AE信號時,濾波器21向門信號生成器22和提取器23輸入 在特定頻率范圍內的AE信號。
[0045] 門信號生成器22從濾波器21接收在特定頻率范圍內的AE信號。門信號生成器 22生成指示AE信號的波形是否持續的門信號。
[0046] 門信號生成器22由例如包絡檢測器和比較器實現。包絡檢測器檢測AE信號的包 絡,而比較器確定AE信號的包絡是否等于或大于特定的閾值。當AE信號的包絡等于或大 于該特定的閾值時,門信號生成器22向提取器23和確定器24輸入指示AE信號的波形持 續的(高電平的)門信號。當AE信號的包絡小于該特定的閾值時,門信號生成器22向提 取器23和確定器24輸入指示AE信號的波形不持續的(低電平的)門信號。
[0047] 提取器23從濾波器21接收在特定頻率范圍內的AE信號并且從門信號生成器22 接收門信號。基于門信號,當AE信號的波形持續時,提取器23提取特征量信息。特征量信 息指示AE信號的特征。特征量信息的示例包括AE信號的波形的幅度(mV)、門信號的上升 時間段(μ s)、門信號的持續時間段(μ s)、AE信號的過零計數(次)、AE信號的波形的能 量(任意單位)以及ΑΕ信號的頻率(Hz)。提取器23向檢測信息生成器25輸入特征量信 息。
[0048] 確定器24從時間信息生成器15接收時間信息并且從門信號生成器22接收門信 號。確定器24基于時間信息和門信號來確定接收時間。具體地,確定器24將指示門信號 的上升時間的時間信息確定為AE信號的接收時間。確定器24向檢測信息生成器25輸入 指示接收時間的時間信息。
[0049] 檢測信息生成器25從提取器23接收特征量信息以及從確定器24接收指示接收 時間的時間信息。檢測信息生成器25生成檢測信息,在所述檢測信息中,指示AE信號的特 征的特征量信息與指示AE信號的接收時間的時間信息彼此相關聯。檢測信息生成器25將 檢測信息存儲在存儲器26中。存儲器26是例如雙端口隨機存取存儲器(RAM)。
[0050] 圖5是示出了根據實施例的檢測信息的示例的示意圖。圖5中的示例示出了其中 生成22個字節的檢測信息的情況。檢測信息包括14個字節的特征量信息和指示接收時間 的8個字節的時間信息。特征量信息包括2個字節的幅度、4個字節的持續時間段、4個字 節的過零計數以及4個字節的能量。特征量信息不受限于圖5中示出的示例。指示AE信 號的特征的任何信息用于特征量信息。
[0051] 返回參照圖2,通信器17從處理器16的存儲器26讀取檢測信息。通信器17通過 無線通信在特定定時向服務器30發送檢測信息。至于無線通信的頻帶,例如,使用被稱為 工業科學醫療(ISM)頻帶的頻率,諸如2. 4GHz和920MHz頻帶(在日本,915MHz至928MHz)。 通信器17可以直接地向服務器310發送檢測信息而不使用存儲器26。通信器17可以采用 基于有線的通信方案。
[0052] 下文描述了信號處理裝置10的硬件。從例如外部電源、主電池、輔電池、太陽能電 池或能量收集器提供信號處理裝置10的功率。能量收集器是例如振動功率生成模塊。信 號處理裝置10由模擬電路和數字電路實現。模擬電路的電源是絕緣的開關電源。經由數 字隔離器向處理器16輸入由ADC13量化的數字AE信號。這使得將模擬地和數字地分離成 為可能,從而防止來自于其間傳播的噪聲。如必要,模擬地和數字地可以在一個點短接。
[0053] 處理器16由例如現場可編程門陣列(FPGA)實現。非易失性FPGA的使用可以減 小待機功耗。處理器16可以由專用大規模集成(LSI)實現。
[0054] 信號處理裝置10包括通過被安裝在基底上來使用的非易失性隨機存取存儲器 (NVRAM),諸如閃速存儲器或磁隨機存取存儲器(MRAM)。在通過被安裝在基底上來使用的非 易失性存儲器中存儲閾值信息使得當功率丟失時不需要重置信息。代替通過被安裝在基底 上來使用的非易失性存儲器,可以使用諸如閃速存儲器的可移動存儲器。例如,在信號處理 裝置10中插入諸如SD卡(被注冊的商標)的存儲器卡并且可以在儲存器卡中存儲檢測信 息。服務器30讀取存儲器卡,從而使得在不能夠使用無線通信的地方監控結構成為可能。
[0055] 信號處理裝置10包括開啟或關閉接觸的按鈕開關。時間信息生成器15根據按鈕 開關的接觸的開和閉的切換來將時間信息重置到特定初始值。
[0056] 下文描述了服務器30的示例性結構。
[0057] 圖6是示出了根據實施例的服務器30的示例性結構的示意圖。根據實施例的服 務器30包括通信器31、存儲器32、識別器33、診斷單元34、顯示控制器35以及校準器36。
[0058] 通信器31從信號處理裝置10接收檢測信息。通信器31將檢測信息存儲在存儲 器32中。
[0059] 存儲器32在其中存儲關于AE傳感器3a至3d的初始安裝位置信息(安裝位置信 息)、從信號處理裝置10發送的檢測信息以及傳播速度信息。可以將初始安裝位置信息更 新到安裝位置信息,在所述安裝位置信息中,校準器36 (稍后描述)考慮AE傳感器3a至3d 的位移。稍后描述傳播速度信息的細節。
[0060] 識別器33在特定定時從存儲器32讀取檢測信息。識別器33基于檢測信息來識 別關于彈性波的生成源的位置信息。
[0061] 具體地,識別器33計算包括在相應的多條檢測信息中的多條特征量信息的相似 度,并且基于特征量信息的相似度是否等于或大于特定的閾值來將多條檢測信息分組。識 別器33將包括在同一個組中的檢測信息識別為關于同一個生成源的檢測信息。
[0062] 相似度由多條特征量信息之間的距離確定。多條特征量信息之間的距離越小,相 似度就越大。識別器33使用特定的距離函數來計算多條特征量信息之間的距離。距離函 數是計算例如標準歐式(Euclidean)距離、明氏(Minkowski)距離或馬氏(Mahalanobis) 距離的函數。特別地,馬氏距離使得考慮了多條特征量信息之間的相關性來計算距離成為 可能,從而使得增加組的分類精度成為可能。
[0063] 識別器33通過比較與對應的多條特征量信息(該多條特征量信息包括在被分類 在同一個組中的多條檢測信息中)相關聯的相應的多條時間信息來計算四個AE傳感器間 的關于AE信號的接收時間的時間差信息,其中對應的多條特征量信息各自具有等于或大 于特定的閾值的相似度。識別器33基于關于四個AE傳感器3的位置信息、時間差信息以 及彈性波的傳播速度來識別關于彈性波的生成源的位置信息。下文描述了彈性波的傳播速 度。
[0064] 在材料中傳播的彈性波的傳播速度v由下面的等式(1)來表示:
[0066] 其中,K (Pa)是材料的體積彈性模量,而P。(kg/m3)是材料的密度。
[0067] 當考慮材料的剪切模量G時,在結構中(三維體)傳播的彈性波的傳播速度v由 下面的表達式(2)來表示:
[0069] 彈性波的傳播速度由材料固有的物理特性確定。例如,通過針對每種材料(結構 的材料)預先進行計算而獲得的傳播速度信息作為查找表存儲在存儲器32中。該查找表 使得識別器33根據結構的材料來從查找表中選擇適當的傳播速度成為可能。
[0070] 圖7是示出了根據實施例的傳播速度信息的示例的示意圖。圖7示出了其中傳播 速度信息作為查找表存儲的示例。例如,當結構的材料是鐵時,傳播速度v為5950m/s。
[0071] 下文描述了一種用于由識別器33識別彈性波的生成源的位置的方法。出于簡單 的解釋的目的,基于一維布置來詳細描述該方法。識別原理與在二維和三維布置中的那些 原理相同。
[0072] 圖8是解釋根據實施例的示例性位置識別方法(在一維布置中)的示意圖。在示 例中,裂紋發生在AE傳感器3a和3b之間的結構中,并且AE傳感器3a和3b檢測由裂紋導 致的彈性波。
[0073] AE傳感器3a和3b之間的距離為1。從AE傳感器3a和3b之間的中點到裂紋的 距離為Δ X。當AE傳感器3b從裂紋發生T秒后檢測到彈性波,而AE傳感器3a從裂紋發生 (T+At)秒后檢測到彈性波