[發明專利]利用非線性超聲波調制技術的構造物的無線診斷裝置及利用該裝置的安全診斷方法

在審

• 申請號: 201380076095.9
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN105164493A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 孫勛;林亨真;梁秀榮;劉沛沛
• 申請（專利權）人: 韓國科學技術院
• 主分類號: G01B17/04
• 分類號: G01B17/04;G01N29/14
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;金玲

1.一種利用非線性超聲波調制技術的構造物的安全診斷方法，其特征在于，該安全診斷方法包括如下步驟：

施加所有彼此不同的頻率信號而使構造物振動的步驟；

將通過上述振動而產生的上述構造物的響應轉換為數字信號的步驟；

從上述數字信號中去除上述頻率信號的高諧波響應和線性響應而進行同步解調，從而提取一次調制信號的步驟；

將通過改變上述彼此不同的頻率信號中至少一個頻率而生成的一次調制信號結合而生成第一邊帶頻譜(firstsidebandspectrogram)的步驟；及

根據上述第一邊帶頻譜，判斷上述構造物有無裂痕的步驟。

2.根據權利要求1所述的利用非線性超聲波調制技術的構造物的安全診斷方法，其特征在于，

在將通過上述振動而產生的上述構造物的響應轉換為數字信號的步驟之后，還包括：

將由于施加上述頻率信號中的一個信號而在上述構造物中產生的響應轉換為第二數字信號的步驟；及

將施加上述頻率信號中的另一個信號而在上述構造物中產生的響應轉換為第三數字信號的步驟。

3.根據權利要求2所述的利用非線性超聲波調制技術的構造物的安全診斷方法，其特征在于，

提取上述一次調制信號的步驟包括：

從上述數字信號中減去上述第二數字信號和上述第三數字信號的線性信號去除步驟；及

對于進行上述線性信號去除之后的信號進行同步解調而從上述數字信號中提取上述一次調制信號的步驟。

4.根據權利要求1所述的利用非線性超聲波調制技術的構造物的安全診斷方法，其特征在于，

在施加上述彼此不同的頻率信號而使構造物振動的步驟中，

將上述彼此不同的頻率信號中的一個信號施加到附著于上述構造物的同心雙重壓電轉換器的內側，將另一個信號施加到上述同心雙重壓電轉換器的外側。

5.根據權利要求1所述的利用非線性超聲波調制技術的構造物的安全診斷方法，其特征在于，

根據上述第一邊帶頻譜，判斷上述構造物有無裂痕的步驟還包括如下步驟：

將上述構造物的損傷有無以無線方式傳送到位于遠處的檢查系統而實時執行安全診斷。

6.一種利用非線性超聲波調制技術的構造物的疲勞裂痕測量方法，其特征在于，該疲勞裂痕測量方法包括如下步驟：

將彼此不同的頻率的超聲波中的一個超聲波施加到附著于構造物的同心雙重壓電轉換器的內側，將另一個超聲波施加到上述同心雙重壓電轉換器的外側而使上述構造物振動的步驟；

將通過上述振動而在上述構造物產生的響應轉換為第一數字信號的步驟；

將通過僅將上述一個超聲波施加到上述同心雙重壓電轉換器而產生的上述構造物的響應轉換為第二數字信號的步驟；

將通過僅將上述另一個超聲波施加到上述同心雙重壓電轉換器而產生的上述構造物的響應轉換為第三數字信號的步驟；及

對于從上述第一數字信號中去除上述第二數字信號和上述第三數字信號而得到的信號進行同步解調而判斷上述構造物有無裂痕的步驟。

7.根據權利要求6所述的利用非線性超聲波調制技術的構造物的疲勞裂痕測量方法，其特征在于，

判斷上述構造物有無裂痕的步驟還包括如下步驟：

連續改變上述超聲波的頻率而生成上述一次調制信號，將按照各個頻率而生成的一次調制信號結合而生成第一邊帶頻譜，并根據所生成的第一邊帶頻譜判斷上述構造物有無裂痕。

8.一種利用非線性超聲波調制技術的構造物的疲勞裂痕測量系統，其特征在于，該疲勞裂痕測量系統包括：

低頻生成部，其根據第一控制信號，生成低頻的超聲波；

高頻生成部，其根據第二控制信號，生成高頻的超聲波；

第一壓電轉換器，其附著于上述構造物而將上述低頻的超聲波施加到上述構造物；

第二壓電轉換器，其附著于上述構造物而將上述高頻的超聲波施加到上述構造物；

第三壓電轉換器，其將根據上述超聲波而產生的構造物的響應轉換為電信號；

數字轉換器，其將上述第三壓電轉換器的輸出轉換為數字信號；

控制部，其控制上述第一控制信號和上述第二控制信號的激活時間；及

數字信號處理部，其從上述數字轉換器的輸出，去除線性響應和高諧波響應，并進行同步解調，從而作為上述構造物的疲勞裂痕信息而輸出。