损伤长度测定系统及损伤长度测定方法技术方案

一种损伤长度测定系统及方法，其可以校正振动波的峰值的误检测，可以高可靠性且高精度地测定损伤长度。由3个传感器分别检测由振动件起振且在被测定物中传播的振动。由测量装置解析其振动波，测定最大峰值的到达时间。对事先测定的没有损伤的被测定物，记录其最大峰值的到达时间，基于测定的最大峰值与该最大峰值之间的差量计算损伤长度。利用波在距离确定的2个传感器间的传播时间一定，根据2个传感器间的到达时间差是否落入包含2个振动检测传感器间的振动传播时间而确定的基准范围判断正误。在判断为错误的情况下，利用错误的波比本来应捕捉的波延迟这一点，检测比最大峰值先到达且大于或等于规定振幅的峰值，并替换为该值，计算损伤长度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，其将振动件和多个振动检测传感器设置在被测定物上，测量从振动件经由被测定物向各振动检测传感器传播的振动的到达时间，根据相对于没有损伤的情况下的该到达时间的延迟时间，测定损伤长度。
技术介绍
如图3所示，可以测定将部件1和部件2结合后的被测定物的损伤长度。S卩，在部件1上设置由压电元件等构成的振动件3，在部件2上设置FBG(Fiber Bragg Grating:光纤布拉格光栅)光纤传感器等振动检测传感器4。由振动件3起振，测量从振动件3经由被测定物向振动检测传感器4传播的振动的到达时间。到达时间的测定，首先作为校准值，如图3 (a)所示对没有损伤的被测定物进行测定。在这种情况下，在如图3(a)所示的振动传播路径Ila上，从振动件3向振动检测传感器4传播振动(弹性波)。记录保持该振动的到达时间。然后，作为实际测定，如图3(b) (C)所示，对仅检查有无损伤的同一构造的被测定物，原则上在相同的位置上设置振动件3及振动检测传感器4，测定到达时间(在未设置在相同位置的情况下，减去相应的传播时间)。如图3(b)所示，在作为损伤而在粘合层10上产生剥离12a的情况下，振动在如图所示的振动传播路径lib上传播，但是因为剥离1 未发展至振动检测传感器4下方，所以对振动的到达时间几乎不产生影响。另一方面，在如图3 (c)所示产生发展至振动检测传感器4下方的剥离12b的情况下，振动在如图示所示的振动传播路径Ilc上绕过剥离12b而传播，振动的到达时间产生延迟。因此，通过计算实际测定时的到达时间和校准时的到达时间之间的差，可以判断剥离是否发展至振动检测传感器4下方。而且，在剥离发展至振动传感器4下方的情况下， 可以如下述所述计算剥离长度。如图3所示，将从振动件3与振动检测传感器4之间的粘合层10的端部位置至振动件3为止的距离设为a，将从粘合层10的端部位置至振动检测传感器4之间的距离设为 b。距离a、b是已知的值。在根据到达时间产生延迟而可以判断剥离发展至振动检测传感器4下方的情况下，如图3(c)所示，将从振动检测传感器4下方开始进一步发展的剥离长度作为距离C。则所求取的剥离长度为(b+c)。如果将到达时间的延迟时间设为At，则因为沿着振动传播路径Ila的传播距离、 和沿着振动传播路径Ilc的传播距离之间的差是OXc)，所以如果将振动的群速度设为V， 则At= OXc)/V，将这个式子变形为C= (VX At)/2。因此，通过代入测定的At，求得 c，并求得剥离长度(b+c) = (b+(VX At)/2)。振动检测传感器4检测的振动的分析，可以通过如专利文献1所述的利用了滤光4器的波动解析装置进行，通过对检测出的波动信号进行运算处理，可以取得如图4所示的振动的时间变化，并可以确定振动的峰值。并且，可以根据最大峰值的时间偏移而计算到达时间的延迟，如上述所述测定损伤长度。专利文献1 日本特开2008-139171号公报
技术实现思路
在如图4(a)所示的振动波形的情况下，基于最大峰值Pl的到达时间Ta推定损伤长度的可靠性高。但是，根据损伤的状态，如图4(b)所示，在振动波形中由于反射等而产生的多个波会重合，有时会在与本来应捕捉的峰值P2不同的位置产生最大峰值p3，基于其到达时间 Tb而推定出错误的损伤长度。当前，因为无法判别最大峰值p3是按照参照图3说明的上述理论的振动延迟所产生的峰值，还是由于反射等其他原因而变高的峰值，所以有时会根据错误的测量而判断损伤正在发展。本专利技术就是鉴于上述当前技术中的问题而提出的，其课题在于提供一种，其具有高可靠性，可以高精度地测定损伤长度。用于解决上述课题的技术方案1所述的专利技术是一种损伤长度测定系统，其具有振动件，其对被测定物施加超声波振动；多个振动检测传感器，它们在不同的位置，对由所述振动件起振并在所述被测定物中传播的振动波进行检测；以及测量装置，其控制所述振动件的起振，并对所述振动检测传感器的检测信号进行运算处理，对各振动检测传感器检测出的振动波进行解析，所述测量装置执行下述处理(1)分别计算由从所述多个振动检测传感器选择出的至少2个传感器检测出的振动波的最大峰值的到达时间，计算其差量；(2)在所述(1)的处理之后，判断该差量是否落入基准范围，该基准范围是包含上述被选择的传感器间的振动传播时间而确定的；(3)在所述O)的处理中判断该差量落入所述基准范围的情况下，基于所述最大峰值的到达时间相对于校准值的延迟时间，计算损伤长度；(4)在所述O)的处理中判断该差量未落入所述基准范围的情况下，对与该差量相关的至少一个振动检测传感器，检测比所述最大峰值先到达且大于或等于规定振幅的峰值；以及(5)在所述的处理中可以检测出大于或等于所述规定振幅的峰值的情况下， 替换为该峰值的到达时间而计算所述差量之后，执行所述O)、(3)的处理。技术方案2所述的专利技术是根据技术方案1所述的损伤长度测定系统，其具有大于或等于3个的所述振动检测传感器，所述测量装置在上述的处理中，分别计算由特定的振动检测传感器检测出的振动波的最大峰值与由其它的振动检测传感器检测出的振动波的最大峰值之间的差量，在该差量的任意一个均未落入所述基准范围的情况下，将由该特定的振动检测传感器检测出的振动波，作为对大于或等于所述规定振幅的峰值进行检测的处理的对象，执行所述(4) 的处理。技术方案3所述的专利技术是损伤长度测定方法，其由振动件对被测定物施加超声波振动，由多个振动检测传感器在不同的位置，对由所述振动件起振并在所述被测定物中传播的振动波进行检测，执行测量处理，S卩，控制所述振动件的起振，并对所述振动检测传感器的检测信号进行运算处理，对各振动检测传感器检测出的振动波进行解析，在所述测量处理中执行下述处理(1)分别计算由从所述多个振动检测传感器选择出的至少2个传感器检测出的振动波的最大峰值的到达时间，计算其差量；(2)在所述(1)的处理之后，判断该差量是否落入基准范围，该基准范围是包含上述被选择的传感器间的振动传播时间而确定的；(3)在所述O)的处理中判断该差量落入所述基准范围的情况下，基于所述最大峰值的到达时间相对于校准值的延迟时间，计算损伤长度；(4)在所述O)的处理中判断该差量未落入所述基准范围的情况下，对与该差量相关的至少一个振动检测传感器，检测比所述最大峰值先到达且大于或等于规定振幅的峰值；以及(5)在所述的处理中可以检测出大于或等于所述规定振幅的峰值的情况下， 替换为该峰值的到达时间而计算所述差量之后，执行所述O)、(3)的处理。技术方案4所述的专利技术是根据技术方案3所述的损伤长度测定方法，其使用大于或等于3个的所述振动检测传感器，在上述的处理中，分别计算由特定的振动检测传感器检测出的振动波的最大峰值与由其它的振动检测传感器检测出的振动波的最大峰值之间的差量，在该差量的任意一个均未落入所述基准范围的情况下，将由该特定的振动检测传感器检测出的振动波，作为对大于或等于所述规定振幅的峰值进行检测的处理的对象，执行所述(4)的处理。专利技术的效果根据本专利技术，因为基于由多个振动检测传感器分别检测出的多个振动波计算损伤长度，所以例如通过计算平均值，可以高精度地测定损伤长度。在捕捉到由于反射等其他原因而变高的最大峰值的情况下，峰值检测中本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种损伤长度测定系统，其特征在于，具有：振动件，其对被测定物施加超声波振动；多个振动检测传感器，它们在不同的位置，对由所述振动件起振并在所述被测定物中传播的振动波进行检测；以及测量装置，其控制所述振动件的起振，并对所述振动检测传感器的检测信号进行运算处理，对各振动检测传感器检测出的振动波进行解析，所述测量装置执行下述处理：（１）分别计算由从所述多个振动检测传感器选择出的至少２个传感器检测出的振动波的最大峰值的到达时间，计算其差量；（２）在所述（１）的处理之后，判断该差量是否落入基准范围，该基准范围是包含上述被选择的传感器间的振动传播时间而确定的；（３）在所述（２）的处理中判断该差量落入所述基准范围的情况下，基于所述最大峰值的到达时间相对于校准值的延迟时间，计算损伤长度；（４）在所述（２）的处理中判断该差量未落入所述基准范围的情况下，对与该差量相关的至少一个振动检测传感器，检测比所述最大峰值先到达且大于或等于规定振幅的峰值；以及（５）在所述（４）的处理中可以检测出大于或等于所述规定振幅的峰值的情况下，替换为该峰值的到达时间而计算所述差量之后，执行所述（２）、（３）的处理。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：津端裕之，
申请(专利权)人：富士重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP