Система акустико-эмиссионного контроля AEC-USB

Метод акустико - эмиссионного (АЭ) контроля используется для обследования состояния сосудов давления, трубопроводов, резервуаров, котлов, кранов, мостов и других нагруженных инженерных сооружений. Применение метода обеспечивает обнаружение процесса перестройки внутренней структуры твердых тел при пластичной деформации, образования и развития трещин, фазовых превращений, выявление утечек в герметичных конструкциях и оценку процессов по регистрируемым параметрам сигналов акустической эмиссии.

Особенности метода АЭ контроля:

• Обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся дефектов;

• Обладает высокой чувствительностью к растущим дефектам;

• Обеспечивает контроль всего объекта с использованием одного или нескольких АЭ преобразователей, неподвижно установленных на поверхности объекта;

• Позволяет проводить контроль различных технологических процессов и процессов изменения свойств и состояния материалов:

• Положение и ориентация объекта не влияет на выявляемость дефектов;

• Имеет меньше ограничений, связанных со свойствами и структурой материалов.

Цель АЭ контроля:

• Обнаружение, определение координат и слежение (мониторинг) за источниками акустической эмиссии;

• АЭ метод может быть использован также для оценки скорости развития дефекта в целях заблаговременного прекращения испытаний и предотвращения разрушения изделия.

Условия применения АЭ контроля: При контроле необходимо наличие (или создание) в конструкции напряженного состояния, которое может инициировать в материале объекта работу источников АЭ. Для этого при испытаниях объект подвергается нагружению силой, давлением, температурным полем и т. д.

Состав системы:

- блок электронный с необходимым количеством каналов;

- кабель подключения блока электронного к ПК;

- предусилители; - преобразователи акустической эмиссии;

- кабели высокочастотные;

- ПК с программным обеспечением. Каналы системы подключаются к компьютеру через интерфейс USB 2.0 high speed. Каждый канал, выполненный в виде отдельной платы, обеспечивает:

- прием сигналов АЭ, их оцифровку, цифровую обработку (фильтрация, получение параметров сигналов АЭ) с передачей информации, в том числе и о форме высокочастотного сигнала, в компьютер для возможности дальнейшей обработки, отображения и постобработки;

- прием, оцифровку и передачу в компьютер низкочастотного параметрического сигнала;

- генерацию сигналов для преобразователя акустической эмиссии (ПАЭ) в режиме излучения для контроля работоспособности комплекса, т. е. ПАЭ может работать и как приемник и как излучатель.

Программное обеспечение позволяет задать необходимые исходные данные для проведения контроля, управлять системой, провести её калибровку, обрабатывать полученную информацию от каналов и отображать комплекс параметров АЭ испытаний в реальном времени, а также обеспечивает возможность последующей обработки информации (в том числе и спектральный анализ) в режиме постанализа. Конструктивно каналы встраиваются в один или несколько электронных блоков в зависимости от числа каналов. Возможен вариант исполнения системы с установкой канальных плат в системный блок промышленного компьютера типа IPC - 610, что позволяет создать систему защищенного исполнения для работы в цеховых условиях.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ *

Техническая характеристика Значение

1. Значения границ диапазона рабочих частот: нижняя – не более 10 kHz, верхняя – не менее 500 kHz

2. Эффективное значение напряжения собственных шумов усилительного тракта (в режиме короткого замыкания его входа), приведенное ко входу усилительного тракта не более 5 µV

3. Динамический диапазон измерения максимальной амплитуды сигнала АЭ не менее 60 dB

4. Динамический диапазон измерения среднего значения амплитуды сигнала АЭ не менее 60 dB

5. Диапазон измерения длительности сигнала АЭ не менее 65 ms

6. Диапазон измерения числа выбросов (осцилляций) в импульсе АЭ не менее 32500

7. Диапазон измерения времени нарастания сигнала АЭ (достижения максимального значения) не менее 65 ms

8. Диапазоны измерения параметрического сигнала * ± 2,5 V; ± 5,0 V; ± 10,0 V

9. Диапазон измерения разности времен прихода АЭ импульсов не менее 65 ms

10. Погрешность определения координат источника АЭ ± 10 %

11. Максимальный коэффициент преобразования ПАЭ при приеме в диапазоне частот от 80 до 200 kHz не менее 1,6х109 V/m

12. Чувствительность электронного блока вместе с предусилителем (ПУ) не более 20 µV

13. Максимальная чувствительность системы к механическим смещениям в диапазоне частот от 80 до 200 kHz не более 10 - 14 m 

- Предел допустимой основной погрешности измерения параметрического сигнала не должен превышать ± 5 % . Питание систем акустико - эмиссионного контроля AEC - USB осуществляется от внешнего источника постоянного тока напряжением 12 ± 0,6 V. Время установления рабочего - не более 1 min с момента включения. Система обеспечивает непрерывную работу в течение не менее 8 h с последующим выключением на 1 h. Масса одного ПУ – не более 0,25 kg. Масса одного ПАЭ – не более 0,15 kg. Габаритные размеры ПУ - не более 120x40х35 mm. Габаритные размеры ПАЭ - не более Ø 22x22 mm. Диапазон рабочих температур – от 5 до 40ºС. Основные нормативные документы по АЭ методу контроля:

• ГОСТ 27655 - 88. АКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ. Термины, определения и обозначения.

• Правила организации и проведения акустико - эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов. ПБ 03 - 593 - 03. Госгортехнадзор России.

• ГОСТ Р 52727 - 2007. Техническая диагностика. Акустико - эмиссионная диагностика. Общие требования

• ГОСТ Р ИСО 12716 - 2009 Контроль неразрушающий. Акустическая эмиссия