Датчики, предусилители, аксессуары и ПО для систем акустической эмиссии

Датчики акустической эмиссии, предусилители, кабели, крепления, блоки питания и программное обеспечение SWAE — компоненты для построения измерительных каналов систем акустико-эмиссионного контроля, диагностики и длительного мониторинга.

Ассортимент включает резонансные, широкополосные, миниатюрные, дифференциальные, высокотемпературные и интегральные датчики АЭ, модели со встроенным предусилителем, внешние предусилители PAS3 и PAV, блоки PPS, магнитные и специальные крепления, сигнальные кабели и программное обеспечение SWAE.

Датчики и компоненты систем акустической эмиссии

Интегральный датчик АЭ
Датчик со встроенным предусилителем

W500/3
Миниатюрный широкополосный датчик

GH150
Высокотемпературный датчик АЭ

Как работает датчик акустической эмиссии

Акустическая эмиссия возникает в результате быстрого высвобождения энергии внутри материала или конструкции. Источниками сигналов могут быть развитие трещин, пластичная деформация, трение, износ, утечки, коррозионные процессы, разрушение волокон композитных материалов и другие динамические процессы.

Упругая волна распространяется по конструкции и достигает пьезоэлектрического датчика. Датчик преобразует механические колебания в электрический сигнал, который усиливается, фильтруется, оцифруется и анализируется системой АЭ.

Типы датчиков акустической эмиссии

Выбор датчика зависит от материала объекта, ожидаемого источника АЭ, частотного диапазона, уровня фоновых шумов, температуры, доступного места для установки и параметров системы сбора данных.

Основные модели датчиков АЭ

Широкополосные датчики

Широкополосные датчики используются, когда важно исследовать форму волны и частотный состав сигнала. Они целесообразны для лабораторных исследований, композитных материалов, спектрального анализа и задач, в которых характерный частотный диапазон источника заранее неведомы.

W500/3
260 кГц · 40–600 кГц · −60…+177 °C

Широкополосные датчики
Для спектрального анализа и исследования формы волны

Высокотемпературные датчики GH150

Для контроля нагретых конструкций предусмотрены специальные высокотемпературные датчики серии GH150. Они применяются там, где температура поверхности превышает возможности стандартных датчиков АЭ.

Серия GH150 - датчики АЭ для высокотемпературного контроля

Датчики с интегрированным предусилителем

В интегральных моделях предусилитель находится непосредственно в корпусе датчика. Такое решение сокращает низкоуровневый участок аналогового тракта и упрощает монтаж системы.

В линейке представлены интегральные датчики с разными вариантами питания и усиления, в том числе 40 дБ / 28 В, 34 дБ / 12 В и 26 дБ / 5 В. Параметры датчика необходимо согласовывать с фантомным питанием конкретной системы сбора данных.

Предусилители PAS3 и PAV

Для пассивных датчиков применяется внешний предусилитель. Его основная задача — усилить слабый сигнал датчика перед передачей кабельной линией в систему сбора данных.

PAS3 – универсальный предусилитель для систем акустической эмиссии

PPS50 / PPS2000 – питание предусилителя и разделение сигнала

Если посторонний DAQ, осциллиограф или другой измерительный прибор не обеспечивает необходимое фантомное питание предусилителя, в тракт может устанавливаться блок PPS — Preamplifier Power Supply & Signal Separator.

PPS — блок питания предусилителя и разделения сигнала

Крепление датчиков

Качество механического контакта датчика с поверхностью напрямую влияет на передачу акустической волны. Датчик должен быть стабильно прищемлен к контролируемому объекту на протяжении всего измерения.

Магнитные крепления серии M

Высокотемпературные крепления серии H

На ферромагнитных конструкциях могут применяться магнитные держатели. Для других поверхностей используются специальные механические или вакуумные решения в зависимости от геометрии и условий контроля.

Контактный материал

Между контактной поверхностью датчика и объектом применяется акустический контактный материал. Он заполняет микронеровности поверхностей и уменьшает потери акустической энергии на грани контакта.

Кабели и соединения

На участке между пассивным датчиком и предусилителем передается низкоуровневый сигнал. Поэтому при построении АЭ-тракта необходимо учитывать тип кабеля, его длину, экранирование, разъемы и соответствие конкретному датчику.

SWAE — программное обеспечение для акустической эмиссии

SWAE — программный комплекс для сбора, отображения, хранения, воспроизведения и анализа данных акустической эмиссии. ПО работает в 64-битной среде Windows и используется с системами SAEU3H и серией RAEM.

Сбор и настройка сигналов

• настройка параметров сбора;
• аналоговые и цифровые фильтры;
• настройка порога и настроек HIT;
• выбор частоты дискретизации и длины волновой формы;
• предыдущая выборка;
• настройка FFT;
• настройка AST для автоматической проверки датчиков.

Отображение данных

• таблицы настроек;
• одновременное отображение многоканальных волновых форм;
• FFT в реальном времени;
• Геометри;
• диаграммы рассеивания;
• корреляционные графики;
• линейные графики;
• сигнализация по заданным параметрам.

Локализация источников акустической эмиссии

SWAE содержит модули локализации источников АЭ и поддерживает различные геометрические представления, в том числе линейное, плоскостное, объемное, цилиндрическое, сферическое и представление днища резервуара.

Постанализ

• полное воспроизведение записи;
• отдельное или одновременное отображение настроек и волновых форм;
• FFT-анализ;
• вейвлет-анализ;
• анализ интенсивности и активности;
• классотерный анализ;
• расчет кривой затухания;
• расчет скорости распространения волн.

Как формируется полный канал акустической эмиссии

Как выбрать датчик акустической эмиссии

Подбор датчика и измерительного тракта необходимо выполнять под конкретный объект и задачу. Универсальной модели для всех типов АЭ-контроля не существует.

Применение

Датчики и компоненты акустико-эмиссионных систем применяются в промышленном неразрушенном контроле, лабораторных исследованиях и системах постоянного мониторинга технического состояния.

• контроль развития трещин в металлических конструкциях;
• резервуары и емкости;
• сосуды под давлением;
• трубопроводи;
• контроль утечек;
• мониторинг коррозионной активности;
• мосты и строительные конструкции;
• композитные материалы;
• ветроэнергетическое оборудование;
• подшипники и вращающиеся механизмы;
• клапани;
• лабораторные исследования материалов;
• анализ частичных разрядов;
• долговременный структурный мониторинг.

Совместимость с системами акустической эмиссии

Датчики и аксессуары могут комплектовать системы SAEU3H, RAEM1-6 и другие совместимые системы сбора данных. Возможность работы со сторонним оборудованием определяется типом разъема, настройками предусилителя, фантомным питанием, входным сопротивлением и допустимым уровнем сигнала.

FAQ — датчики и аксессуары акустической эмиссии

Какая частота датчика чаще всего используется для металлических конструкций?

Для многих задач контроля металлических конструкций используются резонансные датчики около 150 кГц. Они обеспечивают высокую чувствительность и хорошее соотношение сигнал/шум для выявления активного развития дефектов.

Когда нужен широкополосный датчик?

Широкополосный датчик целесообразн для анализа формы волны, частотного спектра, композитных материалов, исследовательских задач и случаев, когда характерный частотный диапазон источника АЕ заранее неизвестен.

Для чего нужен предусилитель?

Предусилитель усиливает слабый сигнал пассивного датчика к его передаче длинной кабельной линией. Он также может выполнять аналоговую фильтрацию и другие функции в зависимости от модели.

Чем интегральный датчик отличается от обычного?

В интегральном датчике предусилитель уже установлен в корпусе. Обычный пассивный датчик требует внешнего предусилителя.

Зачем нужен PPS?

PPS применяется для питания предусилителя и разделения сигнала при работе с DAQ, осциллографом или другим оборудованием, которое не обеспечивает необходимое фантомное питание.

Что такое AST?

AST — функция автоматической проверки датчика и измерительного канала. В совместимой конфигурации тестовый импульс может использоваться для контроля работоспособности датчиков и каналов системы.

Что можно анализировать в SWAE?

SWAE поддерживает анализ параметров АЭ, волновых форм, FFT, корреляционных зависимостей, локализацию источников, повторное воспроизведение данных, вейвлет-анализ, анализ интенсивности и активности, кластерный анализ и другие инструменты обработки.

Можно ли подобрать датчик под конкретную задачу?

Да. Подбор выполняется по частотному диапазону, отзывчивости, температуре, типу объекта, условиям монтажа, уровню шума, способу подключения и настройкам системы сбора данных.