JPS6128096B2 - - Google Patents
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- JPS6128096B2 JPS6128096B2 JP53006128A JP612878A JPS6128096B2 JP S6128096 B2 JPS6128096 B2 JP S6128096B2 JP 53006128 A JP53006128 A JP 53006128A JP 612878 A JP612878 A JP 612878A JP S6128096 B2 JPS6128096 B2 JP S6128096B2
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- JP
- Japan
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- signal
- time
- circuit
- maximum amplitude
- pulse
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- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、音響放出信号の２値信号化処理装
置、特に固体が外力によつて変形し破壊に至る過
程で放出する音響放出（アコーステイツク・エミ
ツシヨン以下AEと略称する。）信号の計測におい
て、どのような振幅の音響放出信号が何時何処か
らどのような頻度で発生しているかという情報を
得るために、検出した音響放出信号に対して必要
最少限の情報を濃縮した形に信号を処理する装置
に関するものである。
置、特に固体が外力によつて変形し破壊に至る過
程で放出する音響放出（アコーステイツク・エミ
ツシヨン以下AEと略称する。）信号の計測におい
て、どのような振幅の音響放出信号が何時何処か
らどのような頻度で発生しているかという情報を
得るために、検出した音響放出信号に対して必要
最少限の情報を濃縮した形に信号を処理する装置
に関するものである。
金属やコンクリート、セラミツクスなど各種の
固体材料、あるいはそれらから構成される各種の
構造物は、局所的な塑成変形が破壊の過程で瞬時
的に音響信号を放出する。このAE信号の最大振
幅および時間頻度は、それぞれ変形または破壊事
象の大きさおよび進展挙動に対応している。一
方、AE信号を複数個所に配置したAE変換子で検
出する場合には、地震の震源地の推定の場合と同
じように、AE信号の検出時刻の差からAE信号の
発生位置を定めることができる。したがつてAE
信号の最大振幅とその発生時刻とを正確に測定す
ることにより、発生頻度と発生位置の情報も得ら
れることになり、これらから局所的な変形や破壊
事象の動的挙動の監視とそれらの位置で標定がで
きることになる。
固体材料、あるいはそれらから構成される各種の
構造物は、局所的な塑成変形が破壊の過程で瞬時
的に音響信号を放出する。このAE信号の最大振
幅および時間頻度は、それぞれ変形または破壊事
象の大きさおよび進展挙動に対応している。一
方、AE信号を複数個所に配置したAE変換子で検
出する場合には、地震の震源地の推定の場合と同
じように、AE信号の検出時刻の差からAE信号の
発生位置を定めることができる。したがつてAE
信号の最大振幅とその発生時刻とを正確に測定す
ることにより、発生頻度と発生位置の情報も得ら
れることになり、これらから局所的な変形や破壊
事象の動的挙動の監視とそれらの位置で標定がで
きることになる。
ところで従来のAE信号の計測においては、例
えばAE信号の最大振幅を求める場合、例えば第
１図の回路図および第２図の各部波形図のように
包絡線検波器Ｅによつて得られた第２図ａのAE
信号の振幅検波信号を、微分回路Ｄにより第第２
図ｂのように微分したのち整形回路Ｆにより整形
して第２図ｃのゲートパルスを作り、これにより
その継続時間幅だけゲート回路Ｇを開くことによ
つて第２図ｄの振幅検波信号をその最大値におい
てサンプルしたピークパルスを検出することによ
つて行われる。またこのパルスとは独立に、AE
原信号またはその包絡線検波信号を直接使用し
て、時間差計測用のクロツクパルスおよび発生頻
度計測用のレートパルスをそれぞれ独立に作成し
ている。このため、計測装置が複雑化すると同時
に、各々のパルスを作成するまではアナログ信号
を取扱う必要があるため、各種のノイズの妨害を
受けやすいと共に、必要以上に余分な信号情報を
処理しなければならないなどの欠点がある。
えばAE信号の最大振幅を求める場合、例えば第
１図の回路図および第２図の各部波形図のように
包絡線検波器Ｅによつて得られた第２図ａのAE
信号の振幅検波信号を、微分回路Ｄにより第第２
図ｂのように微分したのち整形回路Ｆにより整形
して第２図ｃのゲートパルスを作り、これにより
その継続時間幅だけゲート回路Ｇを開くことによ
つて第２図ｄの振幅検波信号をその最大値におい
てサンプルしたピークパルスを検出することによ
つて行われる。またこのパルスとは独立に、AE
原信号またはその包絡線検波信号を直接使用し
て、時間差計測用のクロツクパルスおよび発生頻
度計測用のレートパルスをそれぞれ独立に作成し
ている。このため、計測装置が複雑化すると同時
に、各々のパルスを作成するまではアナログ信号
を取扱う必要があるため、各種のノイズの妨害を
受けやすいと共に、必要以上に余分な信号情報を
処理しなければならないなどの欠点がある。
本発明は、従来方法の上記のような欠点を除去
を目的としてなされたもので、AE信号またはそ
の包絡線検波信号の最大振幅に比例する時間幅を
もつ短形波パルス即ち“１”，“０”の２値からな
る信号を、最大振幅が生じた時刻またはその時刻
から任意の一定時間に発生させて、最低必要情報
である最大振福情報と発生時間情報とをもつ信号
をうるようにしたことを特徴とする装置である。
このようにすればこの２値信号から容易にAE信
号の持つ情報、すなわち、「どのような大きさの
変形破壊事象が何時、何処から、どのような時間
頻度で発生しているか」が解析できると共に、２
値信号化されているのでデータ記録や伝送も容易
にできることになる。また装置も簡単となるのは
勿論、アナログ処理による信号の処理を誤差少な
く行うことができる。
を目的としてなされたもので、AE信号またはそ
の包絡線検波信号の最大振幅に比例する時間幅を
もつ短形波パルス即ち“１”，“０”の２値からな
る信号を、最大振幅が生じた時刻またはその時刻
から任意の一定時間に発生させて、最低必要情報
である最大振福情報と発生時間情報とをもつ信号
をうるようにしたことを特徴とする装置である。
このようにすればこの２値信号から容易にAE信
号の持つ情報、すなわち、「どのような大きさの
変形破壊事象が何時、何処から、どのような時間
頻度で発生しているか」が解析できると共に、２
値信号化されているのでデータ記録や伝送も容易
にできることになる。また装置も簡単となるのは
勿論、アナログ処理による信号の処理を誤差少な
く行うことができる。
以下本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説
明する。
明する。
第３図は本発明の実施例回路図、第４図はその
回路各部の信号波形図である。第３図において１
は材料または構造物の被験体の表面に取付けた
AE信号検出用の音響−電気変換素子とフイル
タ・電圧増幅器とから成る信号検出系、２は本装
置の入力端子、３は包絡線検波器で、入力された
第４図ａのような音響放出信号P1を整流検波して
第４図ｂのような包絡線検波信号P2を得る。４は
ピークホールド回路であり、３からの包絡線検波
信号P2のピーク電圧P3を第４図ｃのように保持す
る。また、５は放電開始制御信号発生回路で例え
ば電圧比較器で形成され、包絡線検波信号P2とピ
ークホールド回路４の保持電圧P3とを比較し、後
者P3が前者P2により大きくなつた瞬間、第４図ｄ
のように放電開始制御信号P4を送出する。６は定
電流放電回路で、放電開始制御信号P4の指令によ
つて、ピークホールド回路４の保持電圧を第４図
ｅのように定電流放電させ、ゼロ電圧になつた瞬
間に第４図ｆのような放電終了信号P6を送出す
る。７は単安定フリツプフロツプ回路であり、放
電開始制御信号P4と定電流放電終了信号P6を入力
することによつて、第４図ｇに示すようにP4信号
で立上り、P6信号で立下る、短形波パルスP7を本
装置の出力端子８に出力する。このような出力信
号P7は、AE信号P1またはその包絡線検波信号P2
の最大振幅に比例する時間幅を持ち、最大振幅が
生じる瞬間に立上る２値レベル化した信号であ
り、その中にAE信号の最大振幅とその発生時刻
との必要最少限の情報が明らかに含まれており、
前記した従来装置に比してすぐれた利点を得るこ
とができる。
回路各部の信号波形図である。第３図において１
は材料または構造物の被験体の表面に取付けた
AE信号検出用の音響−電気変換素子とフイル
タ・電圧増幅器とから成る信号検出系、２は本装
置の入力端子、３は包絡線検波器で、入力された
第４図ａのような音響放出信号P1を整流検波して
第４図ｂのような包絡線検波信号P2を得る。４は
ピークホールド回路であり、３からの包絡線検波
信号P2のピーク電圧P3を第４図ｃのように保持す
る。また、５は放電開始制御信号発生回路で例え
ば電圧比較器で形成され、包絡線検波信号P2とピ
ークホールド回路４の保持電圧P3とを比較し、後
者P3が前者P2により大きくなつた瞬間、第４図ｄ
のように放電開始制御信号P4を送出する。６は定
電流放電回路で、放電開始制御信号P4の指令によ
つて、ピークホールド回路４の保持電圧を第４図
ｅのように定電流放電させ、ゼロ電圧になつた瞬
間に第４図ｆのような放電終了信号P6を送出す
る。７は単安定フリツプフロツプ回路であり、放
電開始制御信号P4と定電流放電終了信号P6を入力
することによつて、第４図ｇに示すようにP4信号
で立上り、P6信号で立下る、短形波パルスP7を本
装置の出力端子８に出力する。このような出力信
号P7は、AE信号P1またはその包絡線検波信号P2
の最大振幅に比例する時間幅を持ち、最大振幅が
生じる瞬間に立上る２値レベル化した信号であ
り、その中にAE信号の最大振幅とその発生時刻
との必要最少限の情報が明らかに含まれており、
前記した従来装置に比してすぐれた利点を得るこ
とができる。
以上本発明を一実施例について説明したが、放
電開始制御信号発生回路５の制御信号P4の送出回
路にP4（第４図ｄ参照）を一定時間遅延させる回
路を設けて最大振幅が生じた時刻より一定時間遅
延した時刻から立上る短形波パルス（第４図ｇ参
照）を送出するようにすることもできる。また更
にAE信号がその発生に先立つて第４図a′のよう
に大きなノイズＮを伴う場合には、回路はノイズ
の最大振幅値をとらえることになり、処理に誤り
を生ずることになる。この場合には例えば第３図
の回路図中に点線で図示するようにトリガレベル
設定回路９と、その出力電圧と包絡線検波器３の
出力電圧を比較して、両出力が同一値となつたと
き出力パルスを送出してノイズの立上り点を示す
信号を送出する電圧比較回路１０と、そのパルス
信号によりトリガされてノイズの継続時間長にほ
ぼ相当する時間長の短形波パルスを送出する単安
定マルチバイブレータ１１を設け、１１の短形波
パルスによりピークホールド回路４の電圧保持動
作をこの間停止するようにすることによつてノイ
ズによる誤差を防止できる。この場合前記のよう
に第４図ｇの短形波パルスの発生を、最大振幅発
生時より一定時間遅延させる場合には、放電開始
制御信号P4（第４図ｄ参照）の遅延時間をノイズ
の継続時間長だけ長くする必要がある。また更に
以上ではAE信号の最大振幅に比例する時間幅を
持ち、かつ最大振幅が生ずる時刻またはその時刻
より一定時間遅延した時刻から立上る２値信号を
得るようにしたが、この回路に若干の回路を付加
することによりAE信号の立上りから最大振幅発
生時刻までの時間を示す情報信号、最大振幅発生
時刻からAE信号の減衰完了までの時刻を示す情
報信号など、固体の塑性変形などの詳細解析に必
要な情報を求めることができる。次にこれを第５
図を用いて説明する。
電開始制御信号発生回路５の制御信号P4の送出回
路にP4（第４図ｄ参照）を一定時間遅延させる回
路を設けて最大振幅が生じた時刻より一定時間遅
延した時刻から立上る短形波パルス（第４図ｇ参
照）を送出するようにすることもできる。また更
にAE信号がその発生に先立つて第４図a′のよう
に大きなノイズＮを伴う場合には、回路はノイズ
の最大振幅値をとらえることになり、処理に誤り
を生ずることになる。この場合には例えば第３図
の回路図中に点線で図示するようにトリガレベル
設定回路９と、その出力電圧と包絡線検波器３の
出力電圧を比較して、両出力が同一値となつたと
き出力パルスを送出してノイズの立上り点を示す
信号を送出する電圧比較回路１０と、そのパルス
信号によりトリガされてノイズの継続時間長にほ
ぼ相当する時間長の短形波パルスを送出する単安
定マルチバイブレータ１１を設け、１１の短形波
パルスによりピークホールド回路４の電圧保持動
作をこの間停止するようにすることによつてノイ
ズによる誤差を防止できる。この場合前記のよう
に第４図ｇの短形波パルスの発生を、最大振幅発
生時より一定時間遅延させる場合には、放電開始
制御信号P4（第４図ｄ参照）の遅延時間をノイズ
の継続時間長だけ長くする必要がある。また更に
以上ではAE信号の最大振幅に比例する時間幅を
持ち、かつ最大振幅が生ずる時刻またはその時刻
より一定時間遅延した時刻から立上る２値信号を
得るようにしたが、この回路に若干の回路を付加
することによりAE信号の立上りから最大振幅発
生時刻までの時間を示す情報信号、最大振幅発生
時刻からAE信号の減衰完了までの時刻を示す情
報信号など、固体の塑性変形などの詳細解析に必
要な情報を求めることができる。次にこれを第５
図を用いて説明する。
第５図は実施例回路図（第３図と同一符号は同
等部分を示す。）第６図はその回路各部の波計図
である。１は材料または構造物の被験体の表面に
取付けたAE信号検出用の音響−電気変換素子と
フイルタ、電圧増幅器とからなる信号検出系、２
は入力端子、３は包絡線検波器、４はピークホー
ルド回路、５は放電開始制御信号発生回路、６は
定電流放電回路、７は単安定フリツプフロツプ回
路で、これらの回路は第３図と同一であり、その
回路各部の波形は第６図ａ〜ｇに示す通りで、出
力端子８に２値情報信号P7を得る。１２はAE信
号の立上りおよび立下り点検出回路で、レベル設
定回路と電圧比較回路とから形成され、第６図ｂ
中に示すレベル設定出力Ｌと包絡線検波器３の出
力とを比較して両者が一致した瞬間第６図ｈに示
す立上り点信号p8と立下り点信号p9を送出する。
１３はフリツプフロツプ回路で、上記信号p8によ
り立上り、p9によつて立下る第６図ｉの短形波信
号p10を送出する。１４は微分回路で信号p10を微
分し、立上り時に第６図ｊに示す正のパルス信号
p11を作り、立下り時に負のパルス信号p12を作
る。１５，１６はパルスの極性弁別回路、１７は
第１の単安定フリツプフロツプ回路、１８は第２
の単安定フリツプフロツプ回路で、第１の単安定
フリツプフロツプ回路１７は極性弁別回路１５の
出力信号p13（第６図ｋ参照）により立上り、放
電開始制御信号発生回路６からの制御信号p4（第
６図ｄ参照）により立下る第６図ｌの信号p14、
即ちAE信号の立上り時刻から最大振幅発生時刻
までの時間長をもつ立上り時間信号p14を端子１
９に送出する。また第２の単安定フリツプフロツ
プ回路１８は制御信号p4（第６図ｄ参照）と極性
弁別回路１６の信号p15（第６図ｍ参照）によつ
て制御されて第６図ｎに示す信号p16、即ちAE信
号の最大振幅発生時刻からAE信号の減衰までの
時間長をもつ立下り時間信号p16を端子２０に送
出する。このように最大振幅などの情報以外に例
えば立下り時間信号を得るようにすれば、例えば
コンクリートの場合のように経年的に亀裂の発生
が多くなるものでは、材料中を伝播して音響−電
気変換素子に達するAE信号の減衰が大となるか
ら、立下り時間信号から建全度の度合を知ること
ができる。
等部分を示す。）第６図はその回路各部の波計図
である。１は材料または構造物の被験体の表面に
取付けたAE信号検出用の音響−電気変換素子と
フイルタ、電圧増幅器とからなる信号検出系、２
は入力端子、３は包絡線検波器、４はピークホー
ルド回路、５は放電開始制御信号発生回路、６は
定電流放電回路、７は単安定フリツプフロツプ回
路で、これらの回路は第３図と同一であり、その
回路各部の波形は第６図ａ〜ｇに示す通りで、出
力端子８に２値情報信号P7を得る。１２はAE信
号の立上りおよび立下り点検出回路で、レベル設
定回路と電圧比較回路とから形成され、第６図ｂ
中に示すレベル設定出力Ｌと包絡線検波器３の出
力とを比較して両者が一致した瞬間第６図ｈに示
す立上り点信号p8と立下り点信号p9を送出する。
１３はフリツプフロツプ回路で、上記信号p8によ
り立上り、p9によつて立下る第６図ｉの短形波信
号p10を送出する。１４は微分回路で信号p10を微
分し、立上り時に第６図ｊに示す正のパルス信号
p11を作り、立下り時に負のパルス信号p12を作
る。１５，１６はパルスの極性弁別回路、１７は
第１の単安定フリツプフロツプ回路、１８は第２
の単安定フリツプフロツプ回路で、第１の単安定
フリツプフロツプ回路１７は極性弁別回路１５の
出力信号p13（第６図ｋ参照）により立上り、放
電開始制御信号発生回路６からの制御信号p4（第
６図ｄ参照）により立下る第６図ｌの信号p14、
即ちAE信号の立上り時刻から最大振幅発生時刻
までの時間長をもつ立上り時間信号p14を端子１
９に送出する。また第２の単安定フリツプフロツ
プ回路１８は制御信号p4（第６図ｄ参照）と極性
弁別回路１６の信号p15（第６図ｍ参照）によつ
て制御されて第６図ｎに示す信号p16、即ちAE信
号の最大振幅発生時刻からAE信号の減衰までの
時間長をもつ立下り時間信号p16を端子２０に送
出する。このように最大振幅などの情報以外に例
えば立下り時間信号を得るようにすれば、例えば
コンクリートの場合のように経年的に亀裂の発生
が多くなるものでは、材料中を伝播して音響−電
気変換素子に達するAE信号の減衰が大となるか
ら、立下り時間信号から建全度の度合を知ること
ができる。
以上、本発明を実施例により説明したが、以上
の説明から明らかなように、本装置によつて、従
来方式のものに比較して必要かつ十分な情報をも
つた簡易な形でAE信号の信号処理が得られるこ
とになり、各種材料およびその構造物の変形・破
壊状況の監視やその位置の標定などに対して大き
な効果が発揮できることが期待される。
の説明から明らかなように、本装置によつて、従
来方式のものに比較して必要かつ十分な情報をも
つた簡易な形でAE信号の信号処理が得られるこ
とになり、各種材料およびその構造物の変形・破
壊状況の監視やその位置の標定などに対して大き
な効果が発揮できることが期待される。
第１図および第２図は従来装置の回路図および
その動作説明図の波形図、第３図および第４図は
本発明の一実施例回路図およびその回路各部の波
形図、第５図および第６図は本発明の他の実施例
回路図およびその回路各部の波形図である。
その動作説明図の波形図、第３図および第４図は
本発明の一実施例回路図およびその回路各部の波
形図、第５図および第６図は本発明の他の実施例
回路図およびその回路各部の波形図である。
Claims (1)
- １ 固体材料またはその構造物から発せられる音
響放出信号の最大振幅、発生時刻および発生頻度
を計測する装置において、音響放出信号またはそ
の包絡線検波信号の最大振幅に比例する時間幅を
持ち、その最大振幅が生じる時刻またはその時刻
より一定時間遅延した時刻から立上がる短形波パ
ルスを作成する回路を設けて、音響放出信号の２
値信号化処理を行なうことを特徴とする音響放出
信号の２値信号化処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP612878A JPS54100789A (en) | 1978-01-25 | 1978-01-25 | Processor that change acoustic emmited signal into binary signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP612878A JPS54100789A (en) | 1978-01-25 | 1978-01-25 | Processor that change acoustic emmited signal into binary signal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54100789A JPS54100789A (en) | 1979-08-08 |
| JPS6128096B2 true JPS6128096B2 (ja) | 1986-06-28 |
Family
ID=11629857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP612878A Granted JPS54100789A (en) | 1978-01-25 | 1978-01-25 | Processor that change acoustic emmited signal into binary signal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54100789A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58156854A (ja) * | 1982-03-15 | 1983-09-17 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 亀裂音響信号検出装置 |
-
1978
- 1978-01-25 JP JP612878A patent/JPS54100789A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54100789A (en) | 1979-08-08 |
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