Основные параметры и технические характеристики преобразователей АЭ

Основные параметры преобразователей акустической эмиссии.

Коэффициент преобразования преобразователя АЭ - s, определяемый как отношение u_m - максимального значения импульсной переходной характеристики ПАЭ (далее импульсной характеристики) к u₁ - максимальному значению акустического сигнала (смещение частиц поверхности стандартного блока или контролируемого объекта) эталонного источника непосредственно под преобразователем АЭ, либо вблизи него,

u_m

s = ----.

u₁

Коэффициент преобразования ПАЭ имеет размерность (В/м), u_m имеет размерность (В), u₁ имеет размерность (м).

n+0,1u_m - число выбросов импульсной характеристики положительной полярности, превышающих уровень 0,1u_m. Измеряется числом выбросов. Типичная импульсная характеристика преобразователя АЭ с обозначением основных измеряемых параметров приведена на рис.1.

Примечание: Для упрощения записи индекс (+0,1u_m) в обозначении n+0,1u_m рекомендуется опускать и использовать обозначение nu.

Т₀ - период основных колебаний импульсной характеристики. Измеряется в секундах.

E_u - энергия импульсной характеристики, оценивается в Джоулях. Энергия определяется расчетным путем с использованием интеграла:

E_u = Z-1 ò u²dt,

где Z - импеданс цепи, в которой определяется энергия ПАЭ,

u - мгновенное значение импульсной характеристики ПАЭ.

Основные параметры преобразователей АЭ должны быть приведены в паспорте ПАЭ.

 

Контрольные вопросы

1. Метод акустической эмиссии. Физические основы. Достоинства и недостатки. Чувствительность метода;

2. Метод акустической эмиссии. Область применения. Источники ложных сигналов. Эффект Кайзера;

3. Метод акустической эмиссии. Преимущества метода по сравнению с другими методами НК;

4. Метод акустической эмиссии. Схемы применения метода для диагностики объектов;

5. Считается ли акустической эмиссией акустическое излучение, возникающее при истечении газов или жидкости через сквозное отверстие в сосуде, трубопроводе и т.п. и почему?

6. Может ли АЭ метод быть использован для контроля износа материалов в узлах трения механизмов и машин?

7. Какими типами упругих волн переносится акустико-эмиссионный сигнал?

8. Какими величинами (случайными или детерминированными) являются амплитуда, длительность и время появления в потоке импульсов АЭ?

9. Каким образом сказывается влияние шумов аппаратуры на параметры АЭ при фиксированном уровне дискриминации с увеличением коэффициента усиления АЭ аппаратуры?

10. Если амплитуда АЭ сигналов превышает уровень акустических шумов, то наиболее простым способом борьбы с шумами является …

11. В каких случаях необходима повторная "калибровка" акустического канала после проведения АЭ контроля?

12. Что является целью выдержки объекта при постоянной нагрузке в процессе АЭ контроля?

13. Каким образом при АЭ контроле не допускается устанавливать и удерживать (крепить) ПАЭ на объекте?

14. Допускается ли изменение чувствительности аппаратуры в процессе рабочего испытания и, если да, то на какую величину?

15. Влияет ли выбор уровня дискриминации сигналов АЭ на регистрируемую величину амплитуды АЭ-сигналов?

16. Можно ли за счет частотной фильтрации уменьшить влияние собственных шумов аппаратуры на результаты АЭ-испытаний?

17. Зависят ли от частоты коэффициенты затухания, поглощения и рассеяния акустических волн?

18. Возможно ли использование метода акустической эмиссии для контроля течей в трубопроводах?

19. Какими документами определяется терминология в области АЭ?

20. Что составляет основу метода АЭ?

21. В каких средах, материалах, телах может наблюдаться?

22. Чем определяется минимальная амплитуда сигналов акустической эмиссии, которая может быть регистрирована в ходе АЭ контроля?

23. Датчики на каком принципе действия относят к ПАЭ первого класса?

24. На какие виды подразделяют преобразователи АЭ по полосе пропускания частот?

25. Какого типа датчики АЭ следует использовать для регистрации сигналов с минимальными искажениями?

 

 

Диагностические модели объектов

В общем случае под диагностической моделью системы объекта понимают формальное ее описание или графоаналитическое представление, отражающее основные изменения, происходящие в объекте диагностирования при эксплуатации.

В качестве диагностических моделей сложных технических систем могут рассматриваться дифференциальные уравнения, логические соотношения, диаграммы прохождения сигналов, графы причинно-следственных связей и др.

Аналитические модели

Аналитические модели нашли широкое применение при исследовании отдельных агрегатов объектов и их элементов.

В общем случае связь между выходными параметрами гидравлического агрегата, находящегося в исправном состоянии, его структурными (внутренними) параметрами и внешними воздействиями в определенный момент времени может быть представлена в виде векторной функции

                                    (1.21)

где  - вектор выходных параметров агрегата;  - вектор начальных значений структурных параметров агрегата;  - вектор управляющих воздействий;   - время.

Выражение (1.21) представляет собой систему передаточных функций исправного объекта. Аналогично система передаточных функций для объекта, находящегося в q-м неисправном состоянии, будет

                               (1.22)

При этом вектор начальных значений внутренних переменных  в общем случае не совпадает с вектором  для исправного состояния агрегата.

В дальнейшем для фактических значений векторов ,  и , получаемых при диагностировании агрегатов объектов, вводится знак *, т. е. фактическая передаточная функция агрегата по j -му параметру будет иметь вид

Передаточные функции объектов вида (1.21) или (1.22) обычно получают путем анализа системы нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих их работу. Если для конкретного случая эту систему путем различных методов линеаризации для эксплуатационного диапазона изменения параметров векторов  и  удается свести к эквивалентному линеаризованному виду, то в результате аналитических преобразований диагностическая модель объекта приобретает вид

                                       (1.23)

где  - линейный оператор.

Применение в качестве диагностических моделей линейных операторов позволяет сформулировать условия работоспособности объекта в общем виде как ограничения для перемещений полюсов и нулей передаточной функции на плоскости комплексных переменных и определить допустимые изменения контролируемых параметров. Однако для построения такой модели необходимо измерять с достаточной точностью большое число параметров объекта, что практически нереализуемо. В связи с этим на практике обычно ограничиваются построением модели на основе передаточных функций для ограниченного числа входов и выходов.