Дефектоскопист > Акустическая эмиссия > Датчик акустической эмиссии
Датчик акустической эмиссии – ключевой атрибут для контроля АЭ-методомВ отличие от ультразвуковой дефектоскопии (где ПЭП и генерируют, и принимают сигналы), преобразователь акустической эмиссии создан для приёма. Соответственно, ПАЭ целесообразно задействовать только в двух случаях:
То есть: принципиально важное условие для АЭ-метода – наличие нагрузки, под действием которой трещины, свищи, повреждённые уплотнители, охрупчивание металла и иные развивающиеся дефекты «проявляют себя». Это и есть источники акустической эмиссии, для обнаружения которых предназначаются датчики. Сигналы, проходя фильтрацию от шумов и помех, поступают на электронный блок. Благодаря мощной аппаратуре и специализированному программному обеспечению оператор может измерять параметры сигналов, определять их точную локацию, присваивать класс опасности, выявлять повышенную концентрацию напряжений и т.д. Многоканальные системы оснащаются очень умным софтом с множеством математических алгоритмов обработки данных – амплитуды (дБ), длительности фронта и спада (мкс), числа превышений (в штуках) и энергии сигналов (мВ*с). Главная функция ПАЭ – сбор этой первичной информации. От качества датчиков напрямую зависит чувствительность неразрушающего контроля, влияние помех и шумов, точность и достоверность результатов. ![]() Как устроен преобразователь акустической эмиссии
Кроме того, в конструкции нередко закладываются встроенные предусилители и полосовые частотные фильтры. Кроме того, ко многим современным датчикам акустической эмиссии производители предусматривают систему самодиагностики. Её функционал сводится к излучению специальных волн – для автоматической проверки работоспособности преобразователя. Отдельно стоит сказать о преобразователях во взрывозащищённом исполнении. Ключевая особенность таких ПАЭ – искробезопасные электрические цепи, дополненные троированными ограничителями тока, защитными стабилитронами, буферными усилителями и высоковольтными разделительными конденсаторами. Дабы нам не завязнуть в приборостроительной терминологии, не будем подробно останавливаться на этих вещах. Отметим лишь, что наличие соответствующей маркировки на корпусе ПАЭ позволяет использовать их во взрывоопасных зонах. Например, на газоперерабатывающих и нефтехимических производствах. ![]() Разновидности датчиков акустической эмиссии
Ещё один важный критерий – диапазон частот. По данному параметру ПАЭ также разделяют на 4 основные группы:
Наконец, ПАЭ отличаются друг от друга полосами пропускания частот. С учётом АХЧ (амплитудно-частотная характеристика) датчики бывают резонансными, полосовыми и широкополосными. Под каждую из этих разновидностей существует своя формула расчёта полосы пропускания в зависимости от рабочей частоты. Как указано в ГОСТ Р 55045-2012, для контроля ОПО и строительных конструкций стоит выбирать резонансные ПАЭ, которые по сравнению с широкополосными обладают большей чувствительностью. ПАЭ можно также разделить по допустимой температуре эксплуатации. В отрицательном диапазоне она может достигать -30, -40, -50 и даже -120 ˚С. Что касается положительных температур, то производители чаще заявляют максимальные значения в +120, +150 ˚С. Некоторые системы могут работать при температуре +500 ˚С и выше. Также нельзя забывать о том, что у кабелей тоже есть свои ограничения по рабочим температурам. ![]() Калибровка – обязательная процедура для датчиков акустической эмиссииИспытания датчиков проводятся методами абсолютных либо относительных измерений. Первый вариант – для поверки преобразователя акустической эмиссии в «кабинетной тиши» стационарной лаборатории, оборудованной образцовыми преобразователями и цифровым осциллографом с блоком памяти. При помощи этих средств определяют фактический коэффициент преобразования, длительность периода основных колебаний и количество выбросов импульсной характеристики. Методы относительных измерений более близки к полевым условиям. Для такой калибровки можно использовать калибровочный блок – либо из того же материала, что и объект контроля, либо из другого, но очень близкого к нему по акустическим свойствам. Понадобится также капиллярная трубка (для создания механического возмущения) и нагружающее устройство. Не будем отнимать ваше время на описание схем измерений – кому интересно, рекомендуем почитать РД 03-300-99 (разделы 5, 6, 7). Этим документом, кстати, предусмотрена возможность замены калибровочного блока излучающим ПЭП. Главное – чтобы он плотно прилегал к контактной поверхности калибруемого и эталонного ПАЭ. Если будет интересно, можно ещё почитать советские учебники (например, В.И. Иванова и В.М. Белова), где описана градуировка преобразователей при помощи падающих металлических шариков и электроискровых разрядов. К счастью, это уже история. Надо ли говорить, что к условиям проведения калибровки, источникам возбуждения сигналов, калибровочным блокам действуют свои требования. Они содержатся и в технических спецификациях (инструкциях) к самой аппаратуре, и в указанных нами нормативных документах. Установка преобразователей акустической эмиссии на объектахДля установки ПАЭ применяются стационарные кронштейны либо съёмные струбцины, магнитные держатели, хомуты и др. Допускается даже использование клея, хоть на практике такое встречается не часто. Тем более что слишком большого усилия прижатия не требуется, так как масса преобразователей составляет в среднем от 15 до 120 г. Помимо самого датчика акустической эмиссии, необходимо закрепить соединительный кабель (длиной до 150 м) и предусилитель (если он не встроен в корпус самого преобразователя). Завершающий этап установки – проверка ПАЭ при помощи имитатора АЭ-сигнала. Чаще всего используются карандаши с ломающимися грифелями (имитаторы Су-Нильсена) и ПЭП, возбуждаемые электрическими импульсами от генераторов. К имитационным импульсам предъявляются свои требования: частота от 1 до 100 Гц, длительность 0,1–0,2 мкс и т.д. Совокупность ПАЭ на одном объекте, сигналы от которых обрабатываются совместно, образуют так называемую антенну. Количество и местоположение датчиков подбирается так, чтобы покрыть всю зону контроля. Особое внимание уделяется критическим местам – сварным соединениям, зонам повышенных напряжений, патрубкам, ранее отремонтированным участкам и пр. Расстояние между датчиками акустической эмиссии рассчитывается таким образом, чтобы система могла распознать импульсы от имитаторов (и реальных источников АЭ) в любой точке зоны контроля. От антенны требуется также определение координат этих источников. Те, в свою очередь, рассчитываются по разнице времени, за которое сигналы поступают на преобразователи. Для материалов с высоким коэффициентом затухания упругих волн применяют высокие и низкие частоты для более эффективного выявления и оценки источников АЭ-сигналов. В тех случаях, когда установка ПАЭ на поверхности объекта невозможна, применяют волноводы – устройства для «сосредоточения» и направления акустических импульсов. Он решает 2 задачи: 1) обеспечивает прямой путь прохождения волны от источника (дефекта) к ПАЭ; 2) оберегает преобразователь от повышенных температурных нагрузок.Наличие волновода может привести к некоторым изменениям амплитуды, формы и иных параметров волны. ![]() По каким характеристикам подбирают преобразователи акустической эмиссии
В зависимости от этих характеристик датчики акустической эмиссии подбираются под конкретные объекты – сосуды под давлением, котлы, трубопроводы, теплообменники, стенки и днища резервуаров, всевозможное ёмкостное оборудование, грузоподъёмные механизмы, арматура, детали подвижного состава и т.д. Выбор ПАЭ сегодня довольно внушительный. На форуме «Дефектоскопист.ру» вы всегда можете найти и/или запросить информацию по выбору и использованию ПАЭ. В сообществе зарегистрированы сотни специалистов АЭ всех квалификационных уровней, а также преподаватели, учёные-исследователи, методисты, представители фирм-производителей аппаратуры. Чтобы задать вопрос по преобразователям и в целом по АЭ-контролю, пройдите регистрацию и создайте свою тему в разделе «Акустическая эмиссия». Где купить датчики АЭ
Созданные этой командой диагностические комплексы внесены в Государственные реестры СИ РФ, Казахстана, Беларуси. Чтобы купить датчики и другую аппаратуру для метода АЭ, свяжитесь с коммерческим отделом НПО «Алькор»: +7 (8313) 25-26-10, +7 (920) 074-13-23, alcor@alcor.pro. |
Текущее время: 05:13. Часовой пояс GMT +3. Copyright ©2000 - 2022. Перевод: zCarot.
|