[发明专利]一种远程声发射故障诊断系统

说明书

本发明公开一种远程声发射故障诊断系统，包括无线声传感器和上位计算机，所述无线声传感器负责采集并把声信号转换成电信号，并对电信号进行预处理，然后把预处理信号无线传送给上位计算机。上位计算机接收信号，并进行信号处理与分析，实现故障声源定位。本发明的远程声发射故障诊断系统通过把部分信号处理功能转移给声传感器，并采用无线传输的方式进行数据传送，同时结合无线声传感器具有的不同标识符和/或采用的不同无线通信协议，控制选择不同的无线声传感器通道，从而可对被测对象易损部位进行重点监测，实现精确的故障声源定位。本发明的系统适用于室外重型设备工作现场，也适用于复杂环境下远程声发射故障诊断的要求。

技术领域

本发明属于声发射信号采集与处理领域，尤其涉及一种远程声发射故障诊断系统。

背景技术

声发射现象是自然界中普遍存在的一种物理现象。自然界中的物体在受到外力作用时，其内部微观组织会发生滑移，位错，形变等损伤。这些损伤会以应力波形式向外发射声信号，这个现象就是声发射现象，而这些损伤都是内部产生的，是肉眼看不到的早期损伤，研究这些损伤形式，确定损伤位置是预防机械结构发生故障的有力措施。因为声发射信号能携带物体的损伤信息，所以采集声发射信号，开展声发射检测能实现机械装备的无损检测。

目前的声发射信号采集所用的传感器只是将声信号转变为电信号，通过电缆线传输至声发射数字采集仪，再进行后续的硬件滤波，前端放大，信号调理，AD转换等处理，再传输到上位计算机进行分析处理。这一装置称为有线式声发射数字仪，一般是在实验室做声发射机理研究比较方便，如果将这套装置安置在比较恶劣的环境中或者说是室外重型设备工作现场，那就不太适用了。首先要考虑所用电缆线的长度，其次要考虑电缆线暴露在室外是否合适，另外上位机如何放置，安放在现场肯定不合适。除此以外，有线式声发射数字采集仪根本实现不了远程声发射检测。因此很明显，有线式声发射数字仪不适用于室外重型设备工作现场，也不适用于复杂环境下远程声发射故障诊断的要求。

发明内容

鉴于现有技术的上述情况，本发明的目的是提供一种远程声发射故障诊断系统，以解决上述复杂现场环境下远程声发射故障诊断的问题。

本发明的上述目的是利用以下的技术方案实现的：

一种远程声发射故障诊断系统，包括无线声传感器和上位计算机，所述无线声传感器包括信号采集模块，信号预处理模块，信号存储模块和无线通讯模块，其中信号采集模块采集并把声信号转换成电信号，然后传送给信号预处理模块，信号预处理模块对接收的电信号进行预处理，包括放大，滤波，信号调理等，信号存储模块用于存储预处理后的信号，并把存储的预处理信号通过无线通讯模块传送给上位计算机。上位计算机接收信号，并进行信号处理与分析，实现故障声源定位。

所述上位计算机进行的信号处理与分析包括分析声发射参数和波形，提取声发射信号特征及模式识别，根据分析结果，判断损伤种类和界定损伤程度，和根据预存的无线声传感器位置信息，实现故障声源定位。

此外，所述上位计算机可根据无线声传感器具有的不同标识符和/或采用的不同无线通信协议，控制选择不同的无线声传感器通道。由于本发明中声发射信号传输采用无线传输，通过增加无线声传感器，将其安置在被测对象的不同关键部位，可以增加通道数。上位计算机可根据无线声传感器具有的不同标识符和/或采用的不同无线通信协议，来设计无线声传感器通道准入规则，这样可以选通需要的通道，从而选择接收需要的声信号，无线声传感器放置处的被测对象结构是否易损决定了该无线声传感器通道是否被选通。此外，可以设置多通道输入或者是单通道输入。

此外，所述无线声传感器还可包括微型摄像装置，所述微型摄像装置对被测对象外形成像，并通过无线通讯模块发送给上位计算机，上位计算机根据微型摄像装置传送而来的被测对象的外形，进行外形成像融合，从而获得被测对象及传感器布置外形结构，并结合预存的无线声传感器位置信息，实现故障声源定位，从而可以实现更精确的故障声源定位。