檢測系統(tǒng)以及檢測方法
【專利說明】檢測系統(tǒng)以及檢測方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請基于并且要求享有于2014年9月18日提交的、申請?zhí)枮?014-190537的日本專利申請的優(yōu)先權，該日本專利申請以全文引用的方式并入本文中。
技術領域
[0003]本文中所描述的實施例總體上涉及檢測系統(tǒng)以及檢測方法。
【背景技術】
[0004]在預應力混凝土中，如果由于不完善的建筑工作而在保護套內部的灌漿中殘留了孔隙，那么有時候在預應力混凝土(PC)纜索中孔隙的位置會出現破裂?？梢岳寐暡òl(fā)射(AE)傳感器來檢測PC纜索中出現破裂時產生的聲音。此外，在出現破裂后的短時間內，也可以利用AE傳感器來檢測由纜索和灌漿的滑動和改裝而引起的摩擦的聲音。
[0005]在預應力混凝土內部的PC纜索中出現破裂的現象是瞬間發(fā)生的并且以一種意想不到的方式發(fā)生。然而，在傳統(tǒng)技術上，在PC纜索在穩(wěn)定狀態(tài)下改裝之后，未檢測到任何表示預應力混凝土在強度上已經變得較弱的異常。出于這個原因，需要使AE傳感器保持正常地運行。
【發(fā)明內容】
[0006]實施例的目的是為了提供一種在降低檢測系統(tǒng)的功率消耗的情況下能夠對混凝土結構的損壞位置進行檢測的檢測系統(tǒng)。
[0007]根據實施例，檢測系統(tǒng)包括多個傳感器節(jié)點和傳感器模塊。多個傳感器節(jié)點對從預應力混凝土產生的聲波進行檢測，并且將檢測到的聲波轉換為檢測信號。傳感器模塊被連接到多個傳感器節(jié)點，并且接收檢測信號。多個傳感器節(jié)點包括工作狀態(tài)下的傳感器節(jié)點和休眠狀態(tài)下的傳感器節(jié)點，與工作狀態(tài)相比，休眠狀態(tài)下的功率消耗被降低。當檢測信號的大小等于或大于第一閾值時，傳感器模塊將休眠狀態(tài)下的傳感器節(jié)點切換到工作狀
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[0008]根據以上所述的檢測系統(tǒng)，能夠檢測預應力混凝土的損壞位置，同時降低檢測系統(tǒng)的功率消耗時。
【附圖說明】
[0009]圖1是根據后張法制造的預應力混凝土的示例圖；
[0010]圖2是對當預應力混凝土(PC)纜索中出現破裂時產生聲波發(fā)射(AE)信號的次數的實例進行說明的圖；
[0011]圖3是根據實施例對檢測系統(tǒng)的示例性配置進行說明的圖；
[0012]圖4是根據實施例對電力供給狀態(tài)的實例進行說明的圖；
[0013]圖5是根據實施例對傳感器模塊的示例性配置進行說明的圖；
[0014]圖6是根據實施例對預定的操作的實例進行說明的圖；
[0015]圖7是根據實施例對檢測系統(tǒng)的電力供給狀態(tài)的變化的實例進行說明的圖；
[0016]圖8是對根據實施例對檢測系統(tǒng)的功率消耗的變化的實例進行說明的圖；
[0017]圖9是根據實施例對工作狀態(tài)下的傳感器節(jié)點的變型例進行說明的圖；
[0018]圖10是根據實施例對服務器設備的示例性配置進行說明的圖；
[0019]圖11是用于解釋根據實施例的示例性的檢測方法的流程圖；
[0020]圖12是用于解釋根據實施例的示例性的返回確定方法的流程圖；
[0021]圖13是用于解釋根據實施例的休眠狀態(tài)下的每個傳感器節(jié)點中所執(zhí)行的一系列操作的流程圖；
[0022]圖14是用于解釋根據實施例的發(fā)出警告的示例性方法的流程圖；以及
[0023]圖15是用于解釋根據實施例的決定工作狀態(tài)下的傳感器節(jié)點的示例性方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將參考附圖詳細地說明檢測系統(tǒng)以及檢測方法的示例性的實施例。
[0025]首先，給出關于預應力混凝土的特性的解釋。
[0026]圖1是根據后張法制造的預應力混凝土 21的示例圖。預應力混凝土 21包括在混凝土內部的鋼筋22和保護層23。在保護層23內部，通過灌漿的方法將預應力混凝土(PC)纜索固定。借助PC纜索，對預應力混凝土 21施加預定的壓縮力。這樣使得預應力混凝土
21能夠抵消由于承受負載而引起的壓力。因此，可以確保在預應力混凝土 21中未產生破
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[0027]在此，如果由于不充分的灌漿而在保護層23內部殘留了孔隙，那么PC纜索變得更易于被腐蝕或產生破裂。如果聲波發(fā)射(AE)傳感器被安裝在預應力混凝土 21的外部表面上，那么有可能對PC纜索中出現破裂時所產生的聲波進行檢測。更具體而言，AE傳感器對從預應力混凝土 21產生的聲波進行檢測，并且將檢測到的聲波轉換為電信號。在以下解釋中，將這樣的電信號稱為AE信號(檢測信號)。
[0028]此外，如果多個AE傳感器被安裝在預應力混凝土 21的外部表面上，那么有可能增強信號分析的可靠性。另外，可以從聲波的到達時間方面的差異來確定PC纜索中的破裂的位置。
[0029]在PC纜索中產生了破裂之后，盡管預應力混凝土 21在強度上變得較弱，但是它穩(wěn)定在穩(wěn)定的狀態(tài)。因此，無論是否已經出現破裂都是難于隨后利用AE傳感器來進行測量的事實。因此，為了捕捉PC纜索中出現破裂的時刻，需要使AE傳感器正常地工作。
[0030]同時，關于基礎設施監(jiān)控系統(tǒng)，要求是在長時間內獨立自主地運行。因此，降低功率消耗很重要。然而，如果出于實現節(jié)約電力的目的而定期間隙性地激活傳感器，那么很有可能會錯過PC纜索中出現破裂的時刻。
[0031 ] 相反，就預應力混凝土 21來說，在PC纜索中出現破裂之后，當PC纜索與保護層23內部的灌漿改裝到穩(wěn)定狀態(tài)時，在PC纜索與灌漿之間產生摩擦的聲音。可以由AE傳感器來檢測該聲音。
[0032]圖2是對PC纜索中出現破裂時產生AE信號的次數的實例進行說明的圖。在圖2所示的較低的示圖中，放大了從出現破裂的時刻(在圖2中的較高的示圖中示出)開始直到經過了 30秒為止的示圖區(qū)域。如圖2所示，AE傳感器可以在從出現破裂的時刻起的30秒到一分鐘期間對聲波信號(作為AE信號)進行檢測。通過獲得AE信號，AE傳感器可以確定是否已經產生了破裂。
[0033]以下所給出的是根據實施例對檢測系統(tǒng)1的解釋，在實施例中利用了圖2中所示的現象。
[0034]圖3是根據實施例對檢測系統(tǒng)1的示例性配置進行說明的圖。檢測系統(tǒng)1包括傳感器模塊10-1以及傳感器節(jié)點lla-Ι至傳感器節(jié)點lld-Ι，傳感器模塊10_2以及傳感器節(jié)點lla-2至傳感器節(jié)點lld-2......傳感器模塊10_n以及傳感器節(jié)點lla_n至傳感器節(jié)點
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[0035]在以下解釋中，當無需將傳感器模塊10-1、傳感器模塊10-2…以及傳感器模塊10-n彼此區(qū)分開來時，將他們簡單地稱為傳感器模塊10。同樣地，當無需將傳感器節(jié)點lla-Ι至傳感器節(jié)點lld-Ι、傳感器節(jié)點lla-2至傳感器節(jié)點lld_2…以及傳感器節(jié)點lla-n至傳感器節(jié)點lld-n彼此區(qū)分開來時，將他們簡單地稱為傳感器節(jié)點11。
[0036]每個傳感器模塊10都是從相應的傳感器節(jié)點11接收AE信號(檢測信號)并基于該AE信號執(zhí)行操作的器件。每個傳感器節(jié)點11對從預應力混凝土 21產生的聲波進行檢測并將檢測到的聲波轉換為AE信號。在此，例如，每個傳感器節(jié)點11都是被安裝在預應力混凝土 21的外部表面上的壓電元件。
[0037]同時，傳感器模塊10的數量η可以是任意的數量。此外，連接到每個傳感器模塊10的傳感器節(jié)點11的數量也不限于4個，并且可以是任意的數量。另外，每個傳感器模塊10都可以具有與之相連的不同數量的傳感器節(jié)點11。
[0038]以下所給出的是關于向檢測系統(tǒng)1、傳感器模塊10以及傳感器節(jié)點11提供電力的解釋。
[0039]圖4是根據實施例對電力供給狀態(tài)的實例進行說明的圖。
[0040]首先，給出關于每個傳感器節(jié)點11的電力供給狀態(tài)的解釋。傳感器節(jié)點11的電力供給狀態(tài)包括工作狀態(tài)和休眠狀態(tài)。工作狀態(tài)表示傳感器節(jié)點11正在執(zhí)行操作的電力供給狀態(tài)，即，傳感器節(jié)點11正在對從預應力混凝土 21產生的聲波進行測量(檢測)的狀態(tài)。休眠狀態(tài)表示傳感器節(jié)點11已經停止操作的電力供給狀態(tài)，亦即，傳感器節(jié)點11不對從預應力混凝土 21產生的聲波進行測量(檢測)的狀態(tài)。當處于休眠狀態(tài)下時，傳感器節(jié)點11等待用于返回到工作狀態(tài)的返回信號，在休眠狀態(tài)下，相比于工作狀態(tài)，休眠狀態(tài)下的功率消耗被降低。
[0041]以下給出的是對每個傳感器模塊10的電力供給狀態(tài)的解釋。傳感器模塊10的電力供給狀態(tài)包括第一工作狀態(tài)、第二工作狀態(tài)以及休眠狀態(tài)。第一工作狀態(tài)表示以下電力供給狀態(tài):其中，在連接到傳感器模塊10的傳感器節(jié)點11中，傳感器節(jié)點11中的某些在執(zhí)行操作而剩余的傳感器節(jié)點11并沒有執(zhí)行操作。第二工作狀態(tài)表示連接到傳感器模塊10的全部傳感器節(jié)點11都在執(zhí)行操作的電力供給狀態(tài)。休眠狀態(tài)表示連接到傳感器模塊10的全部傳感器節(jié)點11都已經停止操作的電力供給狀態(tài)。關于每個傳感器模塊10的電力供給狀態(tài)(例如，第一工作狀態(tài)、第二工作狀態(tài)以及休眠狀態(tài))，將在下面給出詳細的解釋。
[0042]以下所給出的是對檢測系統(tǒng)1的電力供給狀態(tài)的解釋。檢測系統(tǒng)1的電力供給狀態(tài)包括第一工作狀態(tài)以及第二工作狀態(tài)。第一工作狀態(tài)表示以下電力供給狀態(tài):其中，某些傳感器模塊10處于第一工作狀態(tài)而剩余的傳感器模塊10處于休眠狀態(tài)，并且某些傳感器節(jié)點11處于工作狀態(tài)而剩余的傳感器節(jié)點處于休眠狀態(tài)。第二工作狀態(tài)表示全部傳感器模塊10都處于第二工作狀態(tài)，并且全部傳感器節(jié)點11都處于工作狀態(tài)的電力供給狀態(tài)。
[0043]在此，只要在傳感器模塊10和傳感器節(jié)點11的工作狀態(tài)期間的功率消耗與在工作狀態(tài)期間的功率消耗相比而言被降低了，休眠