EVALUATION OF SOUND SIGNALS CONVERTED INTO ELECTRICAL SIGNALS

Abstract: 1. A method of analysing electrically-converted emitted sound signals, in respect of amplitude, frequency, integral, build-up time, duration, or any combination of these features, in which the entirety of the emitted sound signals which are available are converted into electrical signals to constitute an analogue data flow (a), from which a useful signal is formed for a time range (t1 , t2 ) which can be indicated only by evaluation and which changes dynamically, where the aforementioned data flow is digitalised, these digital data items evaluated, and the result of this evaluation used to implement a dynamic change in the beginning or the duration of the aforementioned time range (t1 , t2 ).

Description: Auswertung von elektrisch gewandelten Schallemissionssignalen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Auswertung von elektrisch gewandelten Schallemissionssignalen bezüglich Amplitude, Frequenz, Integral, Anstiegszeit, Dauer und Kombination dieser Merkmale. Derartige Verfahren sind zum Beispiel erforderlich zum Aus- und Bewerten von Schallemissionssignalen zur Über- wachung von Schneidwerkzeugen (zum Beispiel Werkzeugen zum ¯Trennen" nach DIN 8588). Die Verarbeitung elektrischer Signale, wie sie nach einfacher Verstärkung aus einem Piezo-Kristall entstehen, bereitet Schwierigkeiten, wenn Nutz- und Störsignale nicht einfach zu trennen sind. Zur Datenaufbereitung stehen Amplituden- und Frequenzfiiterung sowie eine Bewertung der Anstiegs- und Abfallzeit sowie IntegralDil- dung der Signale zur Verfügung. Entstehen die auszuwer ¯tenden'Signale nur zu bestimmten Zeiten, so kann durch Ausblenden das Nutz- vom Störsignal getrennt werden. Bei der Schallemissionsanalyse von Trennvorgängen kommt es durch mechanische Einflüsse zu nicht periodischen Aus werteseiten, so dass eine Beeinflussung der Auswertung durch die Zaschinensteuerung unmöglich ist. Dieses bisher nicht gelöste Problem führte zu unbefriedigenden Rrgeb- nissen bei der Signalauswertung, da der auszuwertende Zeitbereich nicht oder nur teilweise erfasst wurde. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren zu realisieren. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass aus dem gesamten analogen Datenstrom aus einem vorher nicht angebbaren, dynamischen Bereich ein Nutzsignal gebildet wird. flit dem Verfahren nach der Erfindung ist es erst möglich, ein Signal zu erhalten, das mit der Eigenschaft des Werkzeuges korreliert. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den ünteransprüchen. Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein Flussdiagramm zur diskontinuierlichen Signal auswertung, Figur 2 ein Schaltungsprinzip zur diskontinuierlichen Signalauswertung und Figur 3 eine schematische Darstellung der Schallemissions analyse beim Arbeiten mit Schneidwerkzeugen. In der Figur 1 ist mit a ein kontinuierliches Schall -emisslonssignal bezeichnet, das zum Beispiel von einem Trennvorgang herrührt und sich aus Nutz- und Störsignalen zusammensetzt. Eine Schwelle ist mit b bezeichnet, die beispielsweise aus der Amplitude des Signals a abgeleitet wird. Mit einem kontinuierlichen Zeitsignal c wird mit der Schwelle b ein Freigabesignal d gebildet. Nach einer Verzögerung e wird der zu bewertende analoge Datenstrom f freigegeben. Nach Ablauf der messzeit erfolgt ein Rücksetzen g in den Grundzustand. Durch einen externen oder internen Trigger h kann zur Erhöhung der Aussagekraft das kontinuierliche Zeitsignal c synchronisiert werden. In der Schaltungsanordnung nach Figur 2 sind mit 1 Ver zögerungsschaltmittel, mit 2 eine Zeitbeschränkung, iit 3 ein Sensor, mit 4 ein Verstärker, mit 5 ein Filter, mit 6 ein Diskriminator, mit 7 bis 9 Flip-Flops, mit 1D und 11 eine Entscheidungslogik, mit 12 eine MeEzeitvorgabe, mit 13 Verzögerungsschaltmittel und mit 14 ein Impulsformer bezeichnet. Das von einem Piezowandler 3 eingehende Signal kommt auf den Verstärker 4 und nach Filterung in 5 auf den Diskriminator 6. Gleichzeitig geht das Signal ausserdem auf eine Torschaltung 11. Von dem Diskriminator 6 gelangt das Signal zu einer internen, externen TaRtsynchronisation 1 und nach der Zeitbeschränkung 2, mit Hilfe des zweiten Signal weges über die Flip- Flop-Schaltung zu dem Tor 10. Dieses Signal wird in dem Impulsformer 14 und Zeitver- zögerer 13 aufbereitet und nach MeB2eitvorgaDe 12 mit dem analogen Signal in 11 verknüpft. Andererseits wird nach der Verzögerung 13 des Signals über die Flip-Flop-Schaltungen 8, 9 ein Rücksetzen der Schaltung in den Grundzustand erreicht. Nach der Darstellung in der Figur 3 ist mit k der Startimpuls zum Beispiel eines Schneidantriebes bezeichnet. Die während eines Bewegungsablaufs ausgewertete Schallemission ist mit in innerhalb eines Zeitfensters n bezeichnet. Bei r handelt es sich um Störsignale in Form von Schlag- und Reibgeräuschen. Der Zeitpunkt tD kennzeichnet die Ansteuerung des Schneidantriebes auf der Zeitachse. Sis zum Beginn des Anschnittes t1 vergehen bei bestimmten Produktionsbedingungen etwa 2,9 bis 3,6 ms. Der zur Auswertung wichtige Zeitbereich nach t1 ist zum Beispiel 1 ms lang und wird so getriggert, dass keine Überschneidungen mit den darauf folgenden Störsignalen auftreten. Nur im Be- reich zwischen t1 und t2 liegt das Nutzsignal, dessen Auswertung angestrebt wird. 7 Patentansprüche 3 Figuren

Claims: PatentansPrüche 1. Verfahren zur Auswertung von elektrisch gewandelten Schallemissionssignalen bezüglich Amplitude, Frequenz, Integral, Anstiegszeit, Dauer und Kombination dieser Merk- male, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass aus dem gesamten analogen Datenstrom (a) aus einem vorher nicht angebbaren, dynamischen Bereich ein Nutzsignal gebildet wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1* d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auswertung in festen Zeitbereichen (t1-t2) stattfindet. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass durch Digitalisierung des analogen Datenstromes eine Datenreduktion durchgeführt wird, die eine Auswertung nach Häufigkeit und Impulsbreite ermöglicht. 4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mit dem digitalen Datenstrom eine Verknüpfung mit dem analogen Ausgangssignal hergestellt wird, so dass nur charakteristische Signale des allgemeinen Datenstromes erfasst werden. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4 zur Verarbeitung von elektrischen Signalen, die von Piezowandlern stammen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Beurteilung der Signalinformation ein weiteres Signal, zum Beispiel ein externer oder interner Trigger (h) zur Erhöhung der Aussagekraft beim Auswerten der Daten eingeführt wird. 6. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Signal einem Diskriminator (6) zugeführt wird, der eine Charakterisierung des Signals vornimmt und dass das Ausgangssignal des Diskriminators mit einem der Trigger (extern, intern) verknüpft wird und über Zeitglieder (13) ein Freigabesignal zur Auswertung des Eingangssignals erzeugt wird. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,- dass als Diskriminator (6) eine Schaltung dient, die das Ursprungssignal nach Ampli- tude und/oder Frequenz und/oder Anstiegszeit und/oder Energie und/oder Zeitdauer bewertet.

Inventors: STEPHAN, JURGEN, DIPL.-ING., TESCH, RICHARD, ING. GRAD., Stephan, Jürgen, Dipl.-Ing.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: G01H1
IPC codes: G01H11, G01N29, B23Q17, B23Q15, G01H1