[发明专利]声结构的完整性监控系统和方法

权利要求书

1.一种用于检测结构中的结构性缺陷或结构上的冲击的系统，该系统包括：

多个传感器，用于检测结构中的声发射，其中每个所述传感器根据由结构中的结构性缺陷或结构上的冲击导致的声发射而输出传感器信号；

多个前置放大器，其中每个所述前置放大器被电耦合至所述传感器中相应的一个传感器并位于该相应的一个传感器本地，其中每个所述前置放大器适于接收所述传感器信号，并且其中每个所述前置放大器适于响应于检测到的由结构中的结构性缺陷或结构上的冲击导致的声发射而处理所述传感器信号并输出从所述传感器信号得到的传感器数据；以及

远程数据集线器（RDC），被电耦合至所述多个前置放大器并位于远离所述多个前置放大器的位置，所述RDC适于接收和校对从所述多个前置放大器输出的所述传感器数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其中每个所述前置放大器包括：

模拟-数字转换器（ADC），用于将所述传感器信号转换为数字传感器信号；

缓冲器，被耦合至所述ADC并适于从所述ADC接收所述数字传感器信号并输出被缓冲的数字传感器信号块；以及

处理器，被耦合至所述缓冲器并适于从所述缓冲器接收所述被缓冲的数字传感器信号块，以及适于处理所述被缓冲的数字传感器信号块以生成并输出所述传感器数据。

3.根据权利要求2所述的系统，其中每个所述前置放大器还包括：

触发器，被耦合至所述ADC并且适于从所述ADC接收所述数字传感器信号，以及适于响应于检测到的所述数字传感器信号中高于临界值的声发射而输出触发信号，并且其中所述缓冲器适于输出所述被缓冲的数字传感器信号块并且所述处理器适于响应于所述触发信号而处理所述被缓冲的数字传感器信号块。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述触发器在检测到的声发射后的拖延周期中被禁止以防止所述触发器的进一步触发直到所述拖延周期已期满。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述拖延周期在2ms和10ms之间。

6.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的系统，其中所述传感器数据包括结构中的声发射到达传感器的时间、声发射信号的上沿时间、声发射信号的峰值以及声发射信号内的能量值中的一者或多者。

7.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的系统，其中所述RDC适于输出同步序列并且所述多个前置放大器中的每一个前置放大器适于接收所述同步序列并且适于响应于所述同步序列调整所述前置放大器的本地时间。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述同步序列包括：

第一数据包，用于提醒每个所述前置放大器所述同步序列的开始；

同步定时信号；以及

第二数据包，包括主时间值，所述主时间值定义了所述RDC发送所述同步定时信号的时间。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个前置放大器中的每一个前置放大器包括采集和比较单元，该采集和比较单元适于从所述RDC接收所述同步序列并适于响应于所述第一数据包的检测而将所述前置放大器切换至同步模式，当处于所述同步模式时，所述前置放大器被防止处理所述传感器信号和/或输出所述传感器数据。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述采集和比较单元还包括同步触发器，该同步触发器适于响应于所述同步定时信号的检测而输出同步触发信号，并且其中所述前置放大器适于响应于所述同步触发信号的激活而存储本地时间值，当所述同步信号被接收到时，所述本地时间值定义所述前置放大器的本地时间，并且其中所述前置放大器适于计算定义所述主时间值和所述本地时间值之差的同步偏差值，并且所述前置放大器适于使用所述同步偏差值调整所述前置放大器的本地时间从而使所述主时间值和所述本地时间值实质上同步。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述采集和比较单元还包括计数器，该计数器适于响应于所述同步触发信号的激活而计数时钟循环，并且其中所述被存储的本地时间值通过从在第二时间存储的本地时间值中减去在所述第二时间所述计数器上的值而被计算。

12.根据权利要求10或11所述的系统，其中所述前置放大器适于计算所述主时间值和/或所述本地时间值的漂移率，并且适于响应于所述漂移率来调整所述本地时间从而使所述主时间和所述本地时间实质上地同步。