Перетворювачи, передпідсилювачі, аксесуари та ПЗ для систем акустичної емісії

Датчики акустичної емісії, передпідсилювачі, кабелі, кріплення, блоки живлення та програмне забезпечення SWAE — компоненти для побудови вимірювальних каналів систем акустико-емісійного контролю, діагностики та тривалого моніторингу.

Асортимент включає резонансні, широкосмугові, мініатюрні, диференціальні, високотемпературні та інтегральні датчики АЕ, моделі з вбудованим передпідсилювачем, зовнішні передпідсилювачі PAS3 і PAV, блоки PPS, магнітні та спеціальні кріплення, сигнальні кабелі й програмне забезпечення SWAE.

Датчики та компоненти систем акустичної емісії

Інтегральний датчик АЕ
Датчик із вбудованим передпідсилювачем

W500/3
Мініатюрний широкосмуговий датчик

GH150
Високотемпературний датчик АЕ

Як працює датчик акустичної емісії

Акустична емісія виникає внаслідок швидкого вивільнення енергії всередині матеріалу або конструкції. Джерелами сигналів можуть бути розвиток тріщин, пластична деформація, тертя, зношування, витоки, корозійні процеси, руйнування волокон композитних матеріалів та інші динамічні процеси.

Пружна хвиля поширюється конструкцією та досягає п'єзоелектричного датчика. Датчик перетворює механічні коливання на електричний сигнал, який підсилюється, фільтрується, оцифровується та аналізується системою АЕ.

Типи датчиків акустичної емісії

Вибір датчика залежить від матеріалу об'єкта, очікуваного джерела АЕ, частотного діапазону, рівня фонових шумів, температури, доступного місця для встановлення та параметрів системи збору даних.

Основні моделі датчиків АЕ

Широкосмугові датчики

Широкосмугові датчики використовуються, коли важливо досліджувати форму хвилі та частотний склад сигналу. Вони доцільні для лабораторних досліджень, композитних матеріалів, спектрального аналізу та задач, у яких характерний частотний діапазон джерела заздалегідь невідомий.

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

Широкосмугові датчики
Для спектрального аналізу та дослідження форми хвилі

Високотемпературні датчики GH150

Для контролю нагрітих конструкцій передбачені спеціальні високотемпературні датчики серії GH150. Вони застосовуються там, де температура поверхні перевищує можливості стандартних датчиків АЕ.

Серія GH150 — датчики АЕ для високотемпературного контролю

Датчики з інтегрованим передпідсилювачем

В інтегральних моделях передпідсилювач розташований безпосередньо в корпусі датчика. Таке рішення скорочує низькорівневу ділянку аналогового тракту та спрощує монтаж системи.

У лінійці представлені інтегральні датчики з різними варіантами живлення та підсилення, зокрема 40 дБ / 28 В, 34 дБ / 12 В і 26 дБ / 5 В. Параметри датчика необхідно узгоджувати з фантомним живленням конкретної системи збору даних.

Передпідсилювачі PAS3 та PAV

Для пасивних датчиків застосовується зовнішній передпідсилювач. Його основне завдання — підсилити слабкий сигнал датчика перед передаванням кабельною лінією до системи збору даних.

PAS3 — універсальний передпідсилювач для систем акустичної емісії

PPS50 / PPS2000 — живлення передпідсилювача та розділення сигналу

Якщо сторонній DAQ, осцилограф або інший вимірювальний прилад не забезпечує необхідне фантомне живлення передпідсилювача, у тракт може встановлюватися блок PPS — Preamplifier Power Supply & Signal Separator.

PPS — блок живлення передпідсилювача та розділення сигналу

Кріплення датчиків

Якість механічного контакту датчика з поверхнею безпосередньо впливає на передачу акустичної хвилі. Датчик повинен бути стабільно притиснутий до контрольованого об'єкта протягом усього вимірювання.

Магнітні кріплення серії M

Високотемпературні кріплення серії H

На феромагнітних конструкціях можуть застосовуватися магнітні тримачі. Для інших поверхонь використовуються спеціальні механічні або вакуумні рішення залежно від геометрії та умов контролю.

Контактний матеріал

Між контактною поверхнею датчика і об'єктом застосовується акустичний контактний матеріал. Він заповнює мікронерівності поверхонь та зменшує втрати акустичної енергії на межі контакту.

Кабелі та з'єднання

На ділянці між пасивним датчиком та передпідсилювачем передається низькорівневий сигнал. Тому при побудові АЕ-тракту необхідно враховувати тип кабелю, його довжину, екранування, роз'єми та відповідність конкретному датчику.

SWAE — програмне забезпечення для акустичної емісії

SWAE — програмний комплекс для збору, відображення, зберігання, відтворення та аналізу даних акустичної емісії. ПЗ працює у 64-бітному середовищі Windows і використовується з системами SAEU3H та серією RAEM.

Збір та налаштування сигналів

• налаштування параметрів збору;
• аналогові та цифрові фільтри;
• налаштування порогу та параметрів HIT;
• вибір частоти дискретизації та довжини хвильової форми;
• попередня вибірка;
• налаштування FFT;
• налаштування AST для автоматичної перевірки датчиків.

Відображення даних

• таблиці параметрів;
• одночасне відображення багатоканальних хвильових форм;
• FFT у реальному часі;
• гістограми;
• діаграми розсіювання;
• кореляційні графіки;
• лінійні графіки;
• сигналізація за заданими параметрами.

Локалізація джерел акустичної емісії

SWAE містить модулі локалізації джерел АЕ та підтримує різні геометричні представлення, зокрема лінійне, площинне, об'ємне, циліндричне, сферичне та представлення днища резервуара.

Постаналіз

• повне відтворення запису;
• окреме або одночасне відтворення параметрів і хвильових форм;
• FFT-аналіз;
• вейвлет-аналіз;
• аналіз інтенсивності та активності;
• кластерний аналіз;
• розрахунок кривої затухання;
• розрахунок швидкості поширення хвиль.

Як формується повний канал акустичної емісії

Як вибрати датчик акустичної емісії

Підбір датчика та вимірювального тракту необхідно виконувати під конкретний об'єкт і задачу. Універсальної моделі для всіх типів АЕ-контролю не існує.

Застосування

Датчики та компоненти акустико-емісійних систем застосовуються у промисловому неруйнівному контролі, лабораторних дослідженнях і системах постійного моніторингу технічного стану.

• контроль розвитку тріщин у металевих конструкціях;
• резервуари та ємності;
• посудини під тиском;
• трубопроводи;
• контроль витоків;
• моніторинг корозійної активності;
• мости та будівельні конструкції;
• композитні матеріали;
• вітроенергетичне обладнання;
• підшипники та обертові механізми;
• клапани;
• лабораторні дослідження матеріалів;
• аналіз часткових розрядів;
• довготривалий структурний моніторинг.

Сумісність із системами акустичної емісії

Датчики та аксесуари можуть комплектувати системи SAEU3H, RAEM1-6 та інші сумісні системи збору даних. Можливість роботи зі стороннім обладнанням визначається типом роз'єму, параметрами передпідсилювача, фантомним живленням, вхідним опором і допустимим рівнем сигналу.

FAQ — датчики та аксесуари акустичної емісії

Яка частота датчика найчастіше використовується для металевих конструкцій?

Для багатьох задач контролю металевих конструкцій використовуються резонансні датчики близько 150 кГц. Вони забезпечують високу чутливість і хороше співвідношення сигнал/шум для виявлення активного розвитку дефектів.

Коли потрібен широкосмуговий датчик?

Широкосмуговий датчик доцільний для аналізу форми хвилі, частотного спектра, композитних матеріалів, дослідницьких задач і випадків, коли характерний частотний діапазон джерела АЕ заздалегідь невідомий.

Для чого потрібен передпідсилювач?

Передпідсилювач підсилює слабкий сигнал пасивного датчика до його передавання довгою кабельною лінією. Він також може виконувати аналогову фільтрацію та інші функції залежно від моделі.

Чим інтегральний датчик відрізняється від звичайного?

В інтегральному датчику передпідсилювач уже встановлений у корпусі. Звичайний пасивний датчик потребує зовнішнього передпідсилювача.

Навіщо потрібен PPS?

PPS застосовується для живлення передпідсилювача та розділення сигналу при роботі з DAQ, осцилографом або іншим обладнанням, яке не забезпечує необхідне фантомне живлення.

Що таке AST?

AST — функція автоматичної перевірки датчика та вимірювального каналу. У сумісній конфігурації тестовий імпульс може використовуватися для контролю працездатності датчиків і каналів системи.

Що можна аналізувати у SWAE?

SWAE підтримує аналіз параметрів АЕ, хвильових форм, FFT, кореляційних залежностей, локалізацію джерел, повторне відтворення даних, вейвлет-аналіз, аналіз інтенсивності та активності, кластерний аналіз та інші інструменти обробки.

Чи можна підібрати датчик під конкретну задачу?

Так. Підбір виконується за частотним діапазоном, чутливістю, температурою, типом об'єкта, умовами монтажу, рівнем шуму, способом підключення та параметрами системи збору даних.