技術領域

本發明涉及一種利用蘭姆波的損傷診斷系統及損傷診斷方法。

背景技術

例如在飛機的機身這種對原料要求強度和輕型化這兩者的領域中，為了實現這樣的要求，大幅度應用CFRP等復合材料是不可或缺的。并且，為了確保由該復合材料構成的構造的高可靠性、以及進行更有效率的設計，損傷探測技術(結構健康監測(Structural?Health?Monitoring)技術)深受關注。

作為對這種復合材料的損傷、缺陷等進行探測的裝置，在專利文獻1、2中記載了一種利用FBG(Fiber?Bragg?Grating：光纖布拉格光柵)光纖傳感器的損傷探測裝置。作為光纖，近來正在逐漸地細徑化(例如直徑為52[μm])，因為即使嵌入構造物中，也幾乎不會引起該構造物強度的降低，所以具有在設置方面自由度高的優點。

根據專利文獻1、2所述的發明，使用下述部件：壓電元件，其固定配置在構造用復合材料的規定位置上；導線，其向壓電元件傳輸信號；光纖傳感器，其固定配置，在其與壓電元件之間夾持構成構造用復合材料的復合材料，在光纖傳感器的纖芯部具有反射規定波長光的光柵部；光源，其向纖芯部進行光照射；特性檢測單元，其對來自于光柵部的反射光的特性進行檢測，該裝置利用壓電元件施振，并根據特性檢測單元的輸出變化探測損傷。另外，作為特性檢測單元，使用對來自于光柵部的反射光的頻率特性進行檢測的頻譜分析儀。

而且，在專利文獻1中所述的發明中記載如下要點：與預先取得的正常的構造用復合材料的檢測數據相比較，或者作為其它的方法，根據頻譜分析儀檢測出的頻率分布而相對于確定頻率的非振動時的變動值而設定閾值，在小于或等于該閾值的情況下可以判定為存在損傷(段落0032)。

在專利文獻2中提出，在頻譜分析儀上設置2個光學濾波器，頻譜分析儀通過將反射光透過上述2個光學濾波器并輸出至運算處理裝置，從而高靈敏度地檢測出反射光的波長振動信號，并基于運算處理裝置獲得的波長振動信號，計算與被檢測體的損傷規模相當的值(DI值)。

作為損傷探測技術的一種方法，正在研究傳播并受振被稱為拉姆(Lamb)波的形態的超聲波，根據受振波形的變化診斷是否發生損傷。所謂蘭姆波，是在薄板中傳播的超聲波，因為衰減較小并且可以經過長距離在板構造中傳播，所以是一種適用于損傷探測的超聲波的傳播形態。

另外，蘭姆波具有多重模式性和速度分散性(頻率依賴性)這兩個特征，依賴于板的厚度和頻率，存在速度不同的多個模式。因為這些復雜的特征，在當前，僅利用蘭姆波的特定的頻率信息進行損傷檢測。

專利文獻1：日本特開2005-98921號公報

專利文獻2：日本特開2007-232371號公報

專利文獻3：美國專利第5493390號說明書

發明內容

本發明的課題在于，提供一種損傷診斷系統及損傷診斷方法，其利用蘭姆波的分散性這種特征，可以在寬頻帶中測量模式分散性，可以獲得比當前更多的有利于損傷檢測的信息，使定量評價剝離長度成為可能，可以高精度、高可靠性地探測、診斷損傷。

用于解決以上課題的技術方案1所述的發明是一種損傷診斷系統，其特征在于，具有：施振裝置，其向被檢測體施加寬頻帶蘭姆波的超聲波振動；振動檢測傳感器，其檢測由所述被檢測體傳播的寬頻帶蘭姆波；以及處理裝置，其控制所述施振裝置的起振動作，并對所述振動檢測傳感器的輸出值進行處理，輸出測量結果，所述處理裝置，對由所述施振裝置進行施振時獲得的所述振動檢測傳感器的輸出值進行變換，同定蘭姆波的模式，對于從同定后的蘭姆波的模式中選出的1個或者大于或等于2個的特定的模式，獲得規定的特征值，并根據其變化中進行損傷診斷。

技術方案2所述的發明是技術方案1所述的損傷診斷系統，其特征在于，所述處理裝置，對由所述施振裝置進行施振時獲得的所述振動檢測傳感器的輸出值進行變換，獲得頻率及傳播時間在2維上展開的傳播強度分布數據，同定蘭姆波的模式，對于從同定后的蘭姆波的模式中選出的1個或者大于或等于2個的特定的模式，根據所述數據獲得規定的特征值的變化，進行損傷診斷。

技術方案3所述的發明是技術方案1或2所述的損傷診斷系統，其特征在于，所述處理裝置，將在1個或者大于或等于2個的頻率下的產生傳播強度最大值的傳播時間作為所述規定的特征值。

技術方案4所述的發明是技術方案1或2所述的損傷診斷系統，其特征在于，所述處理裝置，將A₁模式作為所述特定的模式。