DE68911848T2 - Verfahren und Anordnung zur Verarbeitung elektrischer Signale. - Google Patents
Verfahren und Anordnung zur Verarbeitung elektrischer Signale.Info
- Publication number
- DE68911848T2 DE68911848T2 DE89310138T DE68911848T DE68911848T2 DE 68911848 T2 DE68911848 T2 DE 68911848T2 DE 89310138 T DE89310138 T DE 89310138T DE 68911848 T DE68911848 T DE 68911848T DE 68911848 T2 DE68911848 T2 DE 68911848T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrical signal
- minimum value
- ratio
- logarithm
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 36
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 238000013028 emission testing Methods 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
- Branch Pipes, Bends, And The Like (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung elektrischer Signale, um Signaleigenschaften erkennbar zu machen, die Änderungen in einem die elektrischen Signale erzeugenden Prozeß anzeigen. Insbesondere ist die Erfindung von Interesse für akustische Emissionen oder Spannungswellen, die von Wandlern erfaßt werden.
- Akustische Emission oder Spannungswellenaktivität ist mit Bearbeitungsmaschinen oder Verfahren verknüpft, und sie werden erzeugt als Ergebnis von Reibung oder Stößen, die im Betrieb der Maschinenanlage oder des Verfahrens stattfinden.
- Bei bekannten Verfahren zur Aufbereitung akustischer Emissionen erfaßt ein Wandler die akustischen Emissionen und erzeugt ein elektrisches Signal, welches der akustischen Emissionsaktivität entspricht. Bei einem ersten Verfahren wird der Pegel des elektrischen Signals gemessen, beispielsweise der Mittelwert (Effektivwert), wie dies auf S. 213 des "Nondestructive Testing Handbook", Second Edition, Volume 5, Acoustic Emission Testing, American Society for Non- destructive Testing, unter der Überschrift "Root Mean Square Parameter" beschrieben ist. Ein guter Komponenten- Bauteil, der unter normalen Bedingungen arbeitet, liefert einen relativ niedrigen elektrischen Signalpegel, entsprechend einer relativ niedrigen akustischen Emissionsaktivität, während ein schlechter Komponenten-Bauteil unter normalen Bedingungen einen relativ hohen elektrischen Signalpegel liefert, entsprechend einer relativ hohen akustischen Emissionsaktivität. Ein guter Komponenten- Bauteil, der unter ungünstigen Bedingungen arbeitet, liefert auch einen relativ hohen elektrischen Signalpegel. Dieses Verfahren ist daher nur geeignet zur Benutzung unter stetigen Arbeitsbedingungen, oder es sind bestimmte Maßnahmen erforderlich, um die elektrische Signalpegelmessung im Hinblick auf die Betriebsbedingungen zu normalisieren.
- Beispielsweise steigt die akustische Emissionsaktivität eines sich drehenden Bauteils mit der Drehzahl an, und es wäre notwendig, eine Normalisierung für unterschiedliche Drehzahlen vorzunehmen. Außerdem ist diese Art der Messung empfindlich im Hinblick auf die Aufnahmeempfindlichkeit des Wandlers während der Messung.
- Bei einem zweiten Verfahren wird das Verhältnis von Spitzenwert des elektrischen Signals zu Mittelwert (Effektivwert) des elektrischen Signals gemessen, wie dies in der US-A- 3 677 072 beschrieben ist. Das Verhältnis von Spitzenwert des elektrischen Signals zum Mittelwert des elektrischen Signals liefert ein Maß für Veränderungen in der Natur oder Form der Quellenprozesse, die die akustischen Emissionen erzeugen, wodurch das Auftreten eines Notzustandes infolge des erhöhten Auftretens von Einschwingsignalauswanderungen festgestellt werden kann. Dieses Verfahren liefert den Vorteil, daß es selbstnormalisierend ist, da es in einer ersten Annäherung unabhängig von der Betriebsbedingung und Veränderungen der Signalaufnahmeempfindlichkeit ist. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist die Anfälligkeit der Messung gegenüber zufälligen elektrischen Störsignalen, wie diese beispielsweise durch elektromagnetische Schaltvorgänge verursacht werden, was Anlaß sein kann für relativ hohe Verhältnisse von Spitzenwert des elektrischen Signals zum Mittelwert des elektrischen Signals.
- Ein drittes Verfahren mißt den Anteil des elektrischen Signals, der einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, wie dies auf S. 213-214 des "Nondestructive Testing Handbook", Second Edition, Volume 5, Acoustic Emission Testing, American Society for Nondestructive Testing, unter der Überschrift "Signal Above Threshold" beschrieben ist. Im Idealfall schwimmt der Schwellwertpegel in Abhängigkeit von dem elektrischen Signalpegel, betrachtet über eine längere Zeitperiode. Beispielsweise kann der Schwellwert zweimal so groß sein wie der Mittelwert des elektrischen Signals. Dieses Verfahren hat auch den Vorteil einer Selbstnormalisierung. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Zahl der Übergangssignalauswanderungen pro Zeiteinheit ansteigt, wodurch ebenfalls eine Tendenz besteht, daß der schwimmende Schwellwertpegel ansteigt.
- Es ist bei diesem Verfahren möglich, einen reduzierten Wert für den Anteil des Signals zu geben, der den Schwellwert überschreitet, wenn die Rate der Übergangssignalauswanderungen ansteigt, weil der schwimmende Schwellwert beträchtlich ansteigt, und zwar über jenen, der durch irgendein Ansteigen des kontinuierlichen Pegels verursacht wurde.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um elektrische Signale aufzuarbeiten, um Signaleigenheiten erkennbar zu machen, die Änderungen desjenigen Prozesses anzeigen, der diese erzeugt, wobei die Probleme die bekannten Verfahren und Vorrichtungen anhaften, ausgeschaltet werden sollen.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Aufarbeitung elektrischer Signale geschaffen, um Signaleigenheiten erkennbar zu machen, die Änderungen in dem Prozeß anzeigen, der diese elektrischen Signale erzeugt. Dieses Verfahren umfaßt die folgenden Schritte: Es wird der Minimalwert des elektrischen Signals gemessen, es wird der Mittelwert des elektrischen Signals gemessen; es wird das Verhältnis von Mittelwert des elektrischen Signals zu Minimalwert des elektrischen Signals bestimmt; es wird dieses Verhältnis im Hinblick auf Veränderungen dieses Verhältnisses überwacht, wodurch Veränderungen in dem Prozeß erkennbar werden, der das elektrische Signal erzeugt.
- Die elektrischen Signale können der akustischen Emissionsaktivität entsprechen, die durch den Prozeß erzeugt wird.
- Das elektrische Signal kann der Intensität der akustischen Aktivität entsprechen.
- Das elektrische Signal kann dem Pegel der akustischen Aktivität entsprechen.
- Das elektrische Signal kann der Leistung des Pegels der akustischen Emissionsaktivität entsprechen.
- Das elektrische Signal kann dem Quadrat des Pegels der akustischen Emissionsaktivität entsprechen.
- Die vorliegende Erfindung schafft auch eine Vorrichtung zur Aufbereitung akustischer Emissionen, um Merkmale festzustellen, die Änderungen in dem Prozeß anzeigen, der die akustischen Emissionen erzeugt. Diese Vorrichtung weist wenigstens einen Wandler auf, der akustisch mit einer Quelle gekuppelt wird, die akustische Emissionen erzeugt, und er wird so angeordnet, daß die akustischen Emissionen erfaßt werden und ein elektrisches Signal erzeugt wird, welches von der akustischen Emissionsaktivität abhängt, wobei Mittel vorgesehen sind, um den Minimalwert des elektrischen Signals und den Mittelwert des elektrischen Signals zu messen und das Verhältnis zwischen Mittelwert des elektrischen Signals und Minimalwert des elektrischen Signals zu bestimmen, wobei Änderungen in diesem Verhältnis Veränderungen in dem Prozeß anzeigen, durch den die akustischen Emissionen erzeugt werden.
- Ein Teiler kann das Verhältnis von Mittelwert des elektrischen Signals zu Minimalwert des elektrischen Signals messen.
- Ein erster logarithmischer Verstärker kann den Logarithmus des Mittelwertes des elektrischen Signals erzeugen, wobei ein zweiter logarithmischer Verstärker den Logarithmus des Minimalwertes des elektrischen Signals liefert und ein Subtraktionsglied den Logarithmus des Minimalwertes des elektrischen Signals vom Logarithmus des Mittelwertes des elektrischen Signals abzieht, um das Verhältnis von Mittelwert des elektrischen Signals zu Minimalwert des elektrischen Signals zu bestimmen.
- Ein logarithmischer Verstärker kann den Logarithmus des elektrischen Signals erzeugen, die Mittel zur Messung des Minimalwertes des elektrischen Signals messen den Minimalwert des Logarithmus des elektrischen Signals, die Mittel zur Messung des Mittelwertes des elektrischen Signals messen den Mittelwert des Logarithmus des elektrischen Signals, ein Differenzglied zieht den Minimalwert des Logarithmus des elektrischen Signals von dem Mittelwert des Logarithmus des elektrischen Signals ab, um das Verhältnis von Mittelwert des Logarithmus des elektrischen Signals zu Minimalwert des Logarithmus des elektrischen Signals zu bestimmen.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Aufbereitung akustischer Emissionen gemäß der vorliegenden Erfindung,
- Fig. 2 eine graphische Darstellung des akustischen Emissionspegels in Abhängigkeit von der Zeit bei einer geringen Störung,
- Fig. 3 eine graphische Darstellung des akustischen Emissionspegels in Abhängigkeit von der Zeit bei einem hohen Störgrad,
- Fig. 4 eine graphische Darstellung des Verhältnisses von Mittelwert der akustischen Emissionsaktivität zu Minimalwert der akustischen Emissionsaktivität in Abhängigkeit von der Zeit,
- Fig. 5 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Aufbereitung akustischer Emissionen gemäß der vorliegenden Erfindung,
- Fig. 6 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Aufbereitung akustischer Emissionen gemäß der vorliegenden Erfindung.
- Eine Vorrichtung 10 zur Aufbereitung von Signalen, die Änderungen in einem Prozeß anzeigen, durch den die akustischen Emissionen erzeugt werden, ist in Fig. 1 dargestellt. Die Vorrichtung 10 weist einen Wandler 12 auf, der akustisch mit einer Prozeßquelle akustischer Emissionen gekoppelt ist. Der Wandler 12 ist mit einer Maschine, einem industriellen Prozeß oder einem anderen Aufbau gekoppelt, in welchem akustische Emissionen, Spannungswellen oder Vibrationen als Ergebnis der Arbeitsweise der Maschine, des industriellen Prozesses oder aus anderen Gründen in dem Aufbau erzeugt werden. Die akustischen Emissionen werden gewöhnlich infolge von Reibungsprozessen oder Stößen erzeugt. Der Wandler 12 erfaßt die akustischen Emissionen, die durch die Maschine oder in der Maschine in dem industriellen Prozeß oder dem Aufbau erzeugt werden, und er erzeugt ein elektrisches Signal, welches von der erfaßten akustischen Emissionsaktivität abhängig ist. Der Wandler 12 ist gewöhnlich ein piezo-keramisches Element, obgleich auch andere geeignete Wandler benutzt werden können und mehr als ein Wandler vorgesehen werden kann.
- Das vom Wandler 12 erzeugte elektrische Signal wird einem Verstärker 14 zugeführt. Der Verstärker 14 verstärkt das elektrische Signal und kann Filter aufweisen, um das erforderliche Frequenzband oder Frequenzbänder auszuwählen. Das verstärkte elektrische Signal wird dann einer Signalumhüllungsstufe 16 zugeführt, die das elektrische Signal umhüllt.
- Das umhüllte elektrische Signal wird einem Mittelwertdetektor 18 und einem Minimalwertdetektor 20 zugeführt. Der Mittelwertdetektor 18 mißt den Mittelwert bzw. den Durchschnittswert des elektrischen Signals, entsprechend dem Mittelwert der akustischen Emissionsaktivität, durch Integration des elektrischen Signalwertes über der gemessenen Zeitdauer. Der Minimalwertdetektor 20 mißt den Minimalwert des elektrischen Signals, entsprechend dem Minimalwert der akustischen Emissionsaktivität.
- Der Mittelwert des elektrischen Signals, der von dem Mittelwertdetektor 18 erfaßt wird, und der Minimalwert des elektrischen Signals, der vom Minimalwertdetektor 20 erfaßt wird, werden einem Verhältnismeßgerät 22 zugeführt. Das Verhältnismeßgerät 22 bestimmt das Verhältnis von Mittelwert des elektrischen Signals zu Minimalwert des elektrischen Signals, und dies entspricht dem Verhältnis von Mittelwert der akustischen Emissionsaktivität zu Minimalwert der akustischen Emissionsaktivität. Das Verhältnismeßgerät 22 teilt den Mittelwert des elektrischen Signals durch den Minimalwert des elektrischen Signals und liefert den Ausgang einem Ausgangsanschluß 24.
- Der Ausgangsanschluß 24 kann mit einem Display verbunden sein, um das Verhältnis darzustellen, oder er kann mit einer Alarmvorrichtung verbunden sein, derart daß dann, wenn das Verhältnis einen vorbestimmten Wert erreicht, der Alarm ausgelöst wird. Der Ausgang kann ferner an eine Steuervorrichtung derart angeschaltet sein, daß ein Rückkopplungssignal die Arbeitsweise der Maschine oder des Prozesses steuert, d. h. die Drehzahl des sich drehenden Aufbaus vermindert oder Schmiermittel zusetzt.
- Die Fig. 2 und 3 zeigen graphisch die akustische Emissionsaktivität oder die Spannungswellenintensität in Abhängigkeit von der Zeit, und zwar für eine geringwertige Notsituation bzw. eine schwerwiegende Notsituation. Der Mittelwert der akustischen Emissionsaktivität und der Minimalwert der akustischen Emissionsaktivität sind in beiden Fällen dargestellt. In Fig. 2 gibt es relativ wenige Übergangsspitzen pro Zeiteinheit, während in Fig. 3 eine relativ hohe Zahl von Übergangsspitzen pro Zeiteinheit ersichtlich ist. Der Minimalwert der akustischen Emissionsaktivität und der entsprechende elektrische Signalpegel bleiben in beiden Figuren gleich, aber der Mittelwert der akustischen Emissionsaktivität und der entsprechende elektrische Signalwert steigen mit der Zahl der Übergangsspitzen pro Zeiteinheit an.
- Die Hüllkurve des elektrischen Signals und entsprechend der akustischen Emissionsaktivität ist gekennzeichnet in Ausdrücken des Verhältnisses von Mittelwert des elektrischen Signals zu Minimalwert des elektrischen Signals, wodurch sich die graphische Darstellung nach Fig. 4 ergibt. Eine glatte Hüllkurve des elektrischen Signals, d. h. ein elektrisches Signal mit relativ wenigen und relativ kleinen Übergangsspitzen, liefert ein Verhältnis nahe Eins, während eine grobe Hüllkurve des elektrischen Signals, d. h. ein elektrisches Signal mit einer relativ großen Zahl großer Übergangsspitzen, ein Verhältnis liefert, das sehr viel größer ist als Eins, je nach Zahl der Spitzen und dem Spitzenwert. Der Bereich 64 der graphischen Darstellung entspricht der anfänglichen Lagerung in einem sich drehenden Aufbau, der Bereich 66 entspricht dem Normalbetrieb, und der Bereich 68 entspricht einer sich vergrößernden Notsituation.
- Dieses Verfahren hat die Vorteile der zweiten und dritten bekannten Verfahren, und es ist selbstkompensierend im Hinblick auf Änderungen des Gesamtwertes des elektrischen Signals, beispielsweise solcher, die durch Veränderung der Arbeitsbedingungen der Maschine oder des industriellen Prozesses veranlaßt werden, d. h. Änderungen in Geschwindigkeit oder Änderungen der Wandlerempfindlichkeit.
- Das Verfahren hat auch noch den Vorteil, daß es nicht wesentlich durch elektrische Schaltvorgänge beeinträchtigt wird, da diese nicht den Minimalwert des elektrischen Signals beeinflussen und nur am Rande den Mittelwert des elektrischen Signals beeinträchtigen, da dieser eine Integration des elektrischen Signalwertes über der gemessenen Zeitdauer ist.
- Dieses Verfahren hat außerdem den Vorteil, daß es in der Lage ist, eine sehr große Zahl von Übergangsspitzen pro Zeiteinheit zu erfassen und trotzdem die gewünschte Charakterisierung zu liefern.
- Das Verfahren ist außerdem extrem einfach im Aufbau, verglichen mit den bekannten Verfahren.
- Eine weitere Vorrichtung 30 zur Aufarbeitung akustischer Emissionen ist in Fig. 5 dargestellt. Ein Wandler 12 ist akustisch mit einer Prozeßquelle verbunden und so angeordnet, daß er die akustischen Emissionen erfaßt, die durch die Prozeßquelle erzeugt werden, und ein elektrisches Signal erzeugt, welches von der erfaßten akustischen Emissionsaktivität abhängt.
- Das elektrische Signal wird einem Verstärker 32 zugeführt, der das Signal verstärkt. Der Verstärker 32 kann ebenfalls, wie in Fig. 1, Filter enthalten. Das verstärkte elektrische Signal wird einer Signalhüllkurvenstufe 34 zugeführt, die eine Hüllkurve des elektrischen Signals erzeugt.
- Die Hüllkurve des elektrischen Signals wird einem Mittelwertdetektor 36 und einem Minimalwertdetektor 38 zugeführt. Der Mittelwertdetektor 36 mißt den Mittelwert oder den Durchschnittswert des elektrischen Signals, entsprechend dem Mittelwert der akustischen Emissionsaktivität, durch Integration des elektrischen Signals über die Meßzeitdauer. Der Minimalwertdetektor 38 mißt den Minimalwert des elektrischen Signals, entsprechend dem Minimalwert der akustischen Emissionsaktivität.
- Der Mittelwert des elektrischen Signals, der vom Mittelwertdetektor 36 erfaßt wird, und der Minimalwert des elektrischen Signals, der vom Minimalwertdetektor 38 erfaßt wird, werden logarithmischen Verstärkern 40 bzw. 42 zugeführt. Der logarithmische Verstärker 40 erzeugt ein Ausgangssignal, das dem Logarithmus des Mittelwertes des elektrischen Signals entspricht, und der logarithmische Verstärker 42 erzeugt ein Ausgangssignal, welches dem Logarithmus des Minimalwertes des elektrischen Signals entspricht. Die Ausgangssignale der logarithmischen Verstärker 40 und 42 werden einem Verhältnismeßgerät 44 zugeführt, das das Verhältnis von Mittelwert des elektrischen Signals zu Minimalwert des elektrischen Signals dadurch mißt, daß der Logarithmus des Minimalwertes des elektrischen Signals vom Logarithmus des Mittelwertes des elektrischen Signals abgezogen wird, und indem das Ergebnis einem Ausgang 46 zugeführt wird.
- Eine weitere Vorrichtung 50 zur Aufbereitung akustischer Emissionen ist in Fig. 6 dargestellt. Hier ist ebenfalls ein Wandler 12 vorgesehen, der akustisch an eine Prozeßquelle angekoppelt ist und die akustischen Emissionen erfaßt, die durch den Quellenprozeß erzeugt werden, und der ein elektrisches Signal erzeugt, in Abhängigkeit von der erfaßten akustischen Emissionsaktivität.
- Das elektrische Signal wird einem logarithmischen Verstärker 52 zugeführt, der das Signal verstärkt und einen Logarithmus des elektrischen Signals erzeugt. Der logarithmische Verstärker 52 kann ebenfalls Filter zu dem gleichen Zweck enthalten wie bei Fig. 1. Das logarithmische elektrische Signal wird einer Signalhüllkurvenstufe 54 zugeführt. Das logarithmische elektrische Hüllkurvensignal wird einem Mittelwertdetektor 56 und einem Minimalwertdetektor 58 zugeführt, um den Mittelwert des logarithmischen elektrischen Hüllkurvensignals und den Minimalwert des elektrischen logarithmischen Hüllkurvensignals zu messen. Der Mittelwert des logarithmischen elektrischen Signals und der Minimalwert des logarithmischen elektrischen Signals werden einem Verhältnismeßgerät 60 zugeführt, das das Verhältnis von elektrischem Mittelwertsignal zu elektrischem Minimalwertsignal mißt. Das Verhältnismeßgerät 60 weist einen Subtraktionsverstärker auf, der den Minimalwert des logarithmischen elektrischen Signals vom Mittelwert des logarithmischen elektrischen Signals abzieht, um den Logarithmus des Verhältnisses zu bilden und das Ergebnis dem Ausgang 62 zuzuführen.
- Obgleich dieses Verfahren ein mathematisches Ergebnis liefert, welches unterschiedlich ist zu dem, das erhalten wird, wenn der Logarithmus des Minimalwertes vom Logarithmus des Mittelwertes abgezogen wird, so stellt auch dieses Verfahren eine Möglichkeit dar, den Signaltrend zu erfassen.
- Die Erfindung wurde vorstehend beschrieben unter Bezugnahme auf den Pegel akustischer Emissionsaktivität und den Pegel des elektrischen Signals. Die Erfindung soll jedoch auch das Prinzip der Messung des Verhältnisses vom Mittelwert des elektrischen Signals zum Minimalwert des elektrischen Signals umfassen, gleichgültig, ob das elektrische Signal dem akustischen Emissionspegel, der akustischen Emissionsintensität, dem quadrierten akustischen Emissionspegel oder irgendeiner anderen Leistung des akustischen Emissionspegels oder der akustischen Emissionsintensität entspricht, d. h. (akustischer Emissionsmittelwert)² (akustischer Emissionsminimalwert)².
- Die Charakterisierung des elektrischen Signals kann entweder linear oder logarithmisch durchgeführt werden.
- Die Beschreibung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufbereitung elektrischer Signale entsprechend der akustischen Emissionsaktivität, um Anzeichen festzustellen, die auf Änderungen im Prozeß hinweisen, der akustische Emissionen erzeugt. Das Verfahren zur Aufbereitung elektrischer Signale ist jedoch in gleicher Weise anwendbar auf elektrische Signale, die anderen Phänomenen oder Parametern entsprechen.
- Es ist auch möglich, das Verhältnis von elektrischem Mittelwertsignal zu elektrischem Minimalwertsignal durch Software- oder Computer-Verfahren zu messen.
- Unter dem Mittelwert soll jeder mittlere oder Durchschnittswert zwischen Extremwerten verstanden werden, beispielsweise auch der arithmetische Mittelwert.
Claims (14)
1. Verfahren zur Aufbereitung elektrischer Signale zum
Zwecke der Erkennung von Signaleigenheiten, welche
Veränderungen in dem Prozeß anzeigen, der die elektrischen
Signale erzeugt, bei welchem der Minimalwert des
elektrischen Signals und der Mittelwert des elektrischen Signals
gemessen werden und das Verhältnis zwischen Mittelwert des
elektrischen Signals und Minimalwert des elektrischen
Signals bestimmt wird, wobei das Verhältnis im Hinblick auf
Veränderungen des Verhältnisses überwacht wird, die
Änderungen in dem Prozeß anzeigen, der das elektrische Signal
erzeugt.
2. Verfahren zur Aufbereitung elektrischer Signale nach
Anspruch 1, bei welchem das elektrische Signal der
akustischen Emissionsaktivität entspricht, die von dem Prozeß
erzeugt wird.
3. Verfahren zur Aufbereitung elektrischer Signale nach
Anspruch 2, bei welchem das elektrische Signal der
Intensität der akustischen Emissionsaktivität entspricht.
4. Verfahren zur Aufbereitung elektrischer Signale nach
Anspruch 2, bei welchem die elektrischen Signale dem Pegel
der akustischen Emissionsaktivität entsprechen.
5. Verfahren zur Aufbereitung elektrischer Signale nach
Anspruch 2, bei welchem das elektrische Signal einer
Leistung des Pegels der akustischen Emissionsaktivität
entspricht.
6. Verfahren zur Aufbereitung elektrischer Signale nach
Anspruch 5, bei welchem das elektrische Signal dem Quadrat
des Pegels der akustischen Emissionsaktivität entspricht.
7. Verfahren zur Aufbereitung elektrischer Signale nach
Anspruch 1, bei welchem der Mittelwert des elektrischen
Signals durch den Minimalwert des elektrischen Signals
geteilt wird.
8. Vorrichtung zur Aufbereitung akustischer Emissionen
zwecks Feststellung von Merkmalen, die Änderungen in einem
Prozeß anzeigen, der die akustischen Emissionen erzeugt, mit
wenigstens einem Wandler (12), der akustisch mit der die
akustischen Emissionen erzeugenden Quelle gekoppelt ist und
die akustischen Emissionen erfaßt und ein elektrisches
Signal erzeugt, welches von der akustischen
Emissionsaktivität abhängig ist, und mit einem Detektor (18) zur
Messung des Mittelwertes des elektrischen Signals,
gekennzeichnet durch einen Detektor (20) zur Messung des
Minimalwertes des elektrischen Signals, durch Mittel (22)
zur Bestimmung des Verhältnisses von Mittelwert des
elektrischen Signals zu Minimalwert des elektrischen Signals, wobei
Änderungen in diesem Verhältnis Veränderungen in dem Prozeß
anzeigen, der die akustischen Emissionen erzeugt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
gekennzeichnet durch einen Teiler (22) zur Bestimmung des
Verhältnisses von Mittelwert des elektrischen Signals zu
Minimalwert des elektrischen Signals.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8,
gekennzeichnet durch einen ersten logarithmischen Verstärker
(40) zur Erzeugung des Logarithmus des Mittelwertes des
elektrischen Signals, durch einen zweiten logarithmischen
Verstärker (42) zur Erzeugung des Logarithmus des
Minimalwertes des elektrischen Signals und durch eine
Subtraktionsstufe (44), um den Logarithmus des Minimalwertes des
elektrischen Signals von dem Logarithmus des Mittelwertes
des elektrischen Signals abzuziehen und um das Verhältnis
zwischen Mittelwert des elektrischen Signals und Minimalwert
des elektrischen Signals zu bestimmen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8,
gekennzeichnet durch einen logarithmischen Verstärker (52)
zur Erzeugung des Logarithmus des elektrischen Signals,
durch einen Detektor (58) zur Messung des Minimalwertes des
Logarithmus des elektrischen Signals, durch einen Detektor
(56) zur Messung des Mittelwertes des Logarithmus des
elektrischen Signals und durch eine Subtrahierstufe (60) zur
Subtraktion des Minimalwertes des Logarithmus des
elektrischen Signals vom Mittelwert des Logarithmus des
elektrischen Signals zwecks Bestimmung des Verhältnisses von
Mittelwert des Logarithmus des elektrischen Signals zu
Minimalwert des Logarithmus des elektrischen Signals.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bestimmung des
Verhältnisses einen Alarm auslösen, wenn das Verhältnis
gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bestimmung des
Verhältnisses ein Rückkopplungssignal aussenden, um eine
Maschine oder einen Prozeß zu steuern.
14. Vorrichtung nach Anspruch 8,
gekennzeichnet durch eine Teilerstufe (22), die den
Mittelwert des elektrischen Signals durch den Minimalwert des
elektrischen Signals teilt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB888824793A GB8824793D0 (en) | 1988-10-22 | 1988-10-22 | Method & apparatus for processing electrical signals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE68911848D1 DE68911848D1 (de) | 1994-02-10 |
DE68911848T2 true DE68911848T2 (de) | 1994-04-14 |
Family
ID=10645643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE89310138T Expired - Fee Related DE68911848T2 (de) | 1988-10-22 | 1989-10-04 | Verfahren und Anordnung zur Verarbeitung elektrischer Signale. |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5005415A (de) |
EP (1) | EP0366286B1 (de) |
JP (1) | JPH02236424A (de) |
AT (1) | ATE99414T1 (de) |
DE (1) | DE68911848T2 (de) |
GB (1) | GB8824793D0 (de) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5176032A (en) * | 1990-02-21 | 1993-01-05 | Stresswave Technology Limited | Method and apparatus for processing electrical signals and a stress wave sensor |
GB9003878D0 (en) * | 1990-02-21 | 1990-04-18 | Stresswave Tech | A method and apparatus for processing electrical signals |
US5328460A (en) * | 1991-06-21 | 1994-07-12 | Pacesetter Infusion, Ltd. | Implantable medication infusion pump including self-contained acoustic fault detection apparatus |
US5637799A (en) * | 1992-04-15 | 1997-06-10 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method and apparatus for evaluating multilayer objects for imperfections |
US5625150A (en) * | 1994-08-18 | 1997-04-29 | General Electric Company | Integrated acoustic leak detection sensor subsystem |
US5633468A (en) * | 1995-09-13 | 1997-05-27 | The Babcock & Wilcox Company | Monitoring of fuel particle coating cracking |
US5827974A (en) * | 1996-02-03 | 1998-10-27 | Nussinovitch; Amos | System for measuring the crispiness of materials |
DE19647792A1 (de) * | 1996-11-19 | 1998-05-28 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung und Verfahren zur Körperschall-Güteprüfung |
US5852793A (en) * | 1997-02-18 | 1998-12-22 | Dme Corporation | Method and apparatus for predictive diagnosis of moving machine parts |
US6101881A (en) * | 1997-09-16 | 2000-08-15 | Ut Automotive Dearborn, Inc. | Non-contact locked terminal tester |
US6155118A (en) * | 1998-05-26 | 2000-12-05 | Trw Inc. | Apparatus for testing a device that generates an audible sound in a vehicle occupant compartment |
DK1054243T3 (da) * | 1999-05-19 | 2006-02-20 | Vibro Meter Ag | Fremgangsmåde og system til kombineret vibrationsmåling |
DE102005020901A1 (de) | 2005-05-04 | 2006-11-16 | Siemens Ag | Verfahren und System zur Diagnose von mechanischen, elektromechanischen oder fluidischen Komponenten |
US10345273B2 (en) | 2016-01-11 | 2019-07-09 | Fisher Controls International Llc | Methods and apparatus to verify operation of acoustic emission sensors |
US10161912B2 (en) * | 2016-01-11 | 2018-12-25 | Fisher Controls International Llc | Methods and apparatus to test acoustic emission sensors |
US10161919B2 (en) | 2016-10-25 | 2018-12-25 | Fisher Controls International Llc | Acoustic emission sensors with integral acoustic generators |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3677072A (en) * | 1970-10-30 | 1972-07-18 | Gen Electric | Damage detection method and apparatus for machine elements utilizing vibrations therefrom |
US3913084A (en) * | 1973-03-26 | 1975-10-14 | Wisconsin Alumni Res Found | Noise quality detector for electric motors or other machines |
DE2713640A1 (de) * | 1977-03-28 | 1978-10-12 | Kraftwerk Union Ag | Verfahren zur ueberwachung einer anlage und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
US4111035A (en) * | 1977-11-07 | 1978-09-05 | General Motors Corporation | Engine knock signal generating apparatus with noise channel inhibiting feedback |
CA1105604A (en) * | 1978-06-07 | 1981-07-21 | James H. Rogers | Method and system for detecting plate clashing in disc refiners |
US4304629A (en) * | 1979-05-07 | 1981-12-08 | Westinghouse Electric Corp. | Object impact discriminator |
JPS6064250A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-12 | Niigata Eng Co Ltd | 工具損傷検出装置 |
US4609994A (en) * | 1984-01-16 | 1986-09-02 | The University Of Manitoba | Apparatus for continuous long-term monitoring of acoustic emission |
JPS60201206A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-11 | Omron Tateisi Electronics Co | 工具摩耗度検出装置 |
-
1988
- 1988-10-22 GB GB888824793A patent/GB8824793D0/en active Pending
-
1989
- 1989-10-04 DE DE89310138T patent/DE68911848T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-04 AT AT89310138T patent/ATE99414T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-10-04 EP EP89310138A patent/EP0366286B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-06 US US07/417,920 patent/US5005415A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-23 JP JP1275762A patent/JPH02236424A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE99414T1 (de) | 1994-01-15 |
JPH02236424A (ja) | 1990-09-19 |
GB8824793D0 (en) | 1988-11-30 |
DE68911848D1 (de) | 1994-02-10 |
US5005415A (en) | 1991-04-09 |
EP0366286B1 (de) | 1993-12-29 |
EP0366286A2 (de) | 1990-05-02 |
EP0366286A3 (de) | 1991-11-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE68911848T2 (de) | Verfahren und Anordnung zur Verarbeitung elektrischer Signale. | |
DE10119209B4 (de) | Fehlerdiagnoseverfahren und -vorrichtung | |
DE2203047C3 (de) | Vorrichtung zur Überwachung der Laufgüte eines Kolbens einer Hubkolbenmaschine | |
DE2152848A1 (de) | Vorrichtung zur Feststellung von Beschädigungen in Maschinenelementen | |
DE3408492C2 (de) | ||
DE2236959A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum testen des zustandes einer maschine | |
DE69524319T2 (de) | Auf elektrischer Welligkeit beruhender und mittels mechanischer Motorsignale eichbarer Drehzahlgeber | |
DE60026962T2 (de) | Einstellbarer Detektor für harmonische Verzerrungen und Verfahren mit Hilfe dieses Detektors | |
EP0045942B1 (de) | Anordnung zur Feststellung von Werkzeugverschleiss | |
DE3542159A1 (de) | Verfahren zur werkstoffpruefung nach dem wirbelstromprinzip und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE2152850A1 (de) | Feststellung verteilter Defekte in Zahnradanordnungen | |
DE2610551C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur elektronischen Überwachung einer im Betrieb befindlichen Maschine | |
DE2151284A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Vibrationen rotierender Koerper | |
DE3001807A1 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen messung der groesse oder steilheit des flachheitsfehlers eines metallbands beim auswalzen desselben | |
DE19702234A1 (de) | Verfahren zur Überwachung und Qualitätsbeurteilung von sich bewegenden und/oder rotierenden Maschinenteilen insbesondere von Maschinenlagern | |
DE3209510C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Teilchengrößenverteilung von in Fluiden dispergierten Teilchen | |
DE226631T1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von durch partikel erzeugten elektrischen impulsen. | |
DE19847365C2 (de) | Verfahren zur Überwachung der Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines aus einem Bearbeitungskopf austretenden Bearbeitungsstrahls | |
DE2731381A1 (de) | Messwertwandler | |
DE69113220T2 (de) | Anordnung zur Isolationskontrolle mit erhöhter Genauigkeit. | |
EP0939308B1 (de) | Vorrichtung zur Erkennung oder zur Analyse von Maschinenschäden | |
DE102017117058A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Messvorrichtung | |
DE69108073T2 (de) | Verfahren und Gerät zur elektrischen Signalverarbeitung und Spannungswellenfühler. | |
EP0414039A2 (de) | Schaltung zum Messen einer von dem quadratischen Mittelwert einer Wechselspannung abgeleiteten Messgrösse, insbesondere des Effektivwerts einer Wechselspannung | |
DE2737812C3 (de) | Verfahren zur Frequenzanalyse von transienten (einmaligen) Schallimpulsen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |