Ακουστική εκπομπή

Σύστημα καταγραφής και επεξεργασίας σημάτων ακουστικής εκπομπής

Για την καταγραφή των ακουστικών σημάτων κατα την διάρκεια της φόρτισης δοκιμίων, το εργαστήριο διαθέτει 2 συστήματα ακουστικής εκμπομής (acoustic emission – AE): το PCI-2 και το PCI-8 της εταιρείας PAC.

Το PCI-8 είναι ένα προηγμένο ψηφιακό-παραμετρικό σύστημα που λειτουργεί βάση του προγράμματος ΑΕ Win for Windows και ενσωματώνει μία κάρτα οχτώ καναλιών της ομώνυμης εταιρίας PAC. Η κάρτα αυτή αποτελεί ένα πλήρες σύστημα ΑΕ (“AE System on a Board”) και τα χαρακτηριστικά του είναι συνοπτικά τα παρακάτω:

  • Ψηφιακή κάρτα (Digital Signal Processing) υψηλής απόδοσης.
  • Σύνθετη αντίσταση (impedance) 50 Ω.
  • Ενσωματωμένο σύστημα αυτόματου ελέγχου των αισθητήρων AST (Auto Sensor Test).
  • Απόκριση συχνότητας 1 kHz – 400 kHz.
  • Όταν η ενίσχυση (gain) της κύριας μονάδας ρυθμίζεται στα 0 dB, 6 dB, 12 dB τότε η ελάχιστη τάση κατωφλιού επιλέγεται αντίστοιχα στα 26 dB, 20 dB, 16 dB.
  • Μέγιστο πλάτος καταγεγραμμένου σήματος 100 dB.
  • Οχτώ (8) κανάλια ΑΕ υψηλής ταχύτητας ανάκτησης δεδομένων σε πραγματικό χρόνο (μέχρι και 3 MSPS) με δυνατότητα εξαγωγής χαρακτηριστικών παραμέτρων (χρόνος ανόδου, υπερβάσεις κατωφλιού, συνολικές υπερβάσεις κατωφλιού, πλάτος και ισχύς σήματος, ενέργεια, διάρκεια, RMS κτλ.), προβολή παραμετρικών γραφημάτων και κυματομορφών σε πραγματικό χρόνο.
  • Τέσσερα (4) φίλτρα διαχωρισμού χαμηλών συχνοτήτων (High Pass) (1 kHz, 5.0 kHz, 20 kHz, 100 kHz) και 4 φίλτρα διαχωρισμού υψηλών συχνοτήτων (Low Pass) (10 kHz, 40 kHz, 100 kHz, 400 kHz) για κάθε κανάλι, ελεγχόμενα από το software.
  • Μετατροπέας A/D 16 bit (Digital Analog Converter – DAC), με μέγιστο ρυθμό δειγματοληψίας 1 MSPS ανά κανάλι.
  • Έως δύο (2) αναλογικά παραμετρικά κανάλια τα οποία μπορούν να αξιολογήσουν επιπλέον παραμετρικά στοιχεία όπως η παραμόρφωση, το φορτίο, η θερμοκρασία κτλ.

Το ψηφιακό σύστημα καταγραφής δεδομένων ΑΕ PCI-8 εγκατεστημένο στον υπολογιστή (αριστερά) και οι είσοδοι των οκτώ καναλιών καταγραφής (δεξιά).

Αντίστοιχο σύστημα είναι και το PCI-2 που λειτουργεί με το πρόγραμμα ΑΕ Win for Windows και ενσωματώνει μία κάρτα 2 καναλιών της ομώνυμης εταιρίας PAC. Το εργαστήριο μας διαθέτει τέσσερις κάρτες PCI-2 εγκατεστημένες σε υπολογιστή με συνολικά οκτώ κανάλια ΑΕ. Οι προδιαγραφές του είναι συνοπτικά οι ακόλουθες:

  • Ψηφιακή κάρτα (Digital Signal Processing) υψηλής απόδοσης.
  • Σύνθετη αντίσταση (impedance) 50 Ω ή 1000 Ω (jumper selectable).
  • Ενσωματωμένο σύστημα αυτόματου ελέγχου των αισθητήρων AST (Auto Sensor Test).
  • Απόκριση συχνότητας 3 kHz – 3 MHz.
  • Ενίσχυση (gain) της κύριας μονάδας ρυθμίζεται στα 0 dB και 6 dB.
  • Μέγιστο πλάτος καταγεγραμμένου σήματος 100 dB.
  • Δύο (2) κανάλια ΑΕ υψηλής ταχύτητας ανάκτησης δεδομένων σε πραγματικό χρόνο (μέχρι και 10 MSPS) με δυνατότητα εξαγωγής χαρακτηριστικών παραμέτρων.
  • Τέσσερα (4) φίλτρα διαχωρισμού χαμηλών συχνοτήτων (High Pass) (1 kHz, 5.0 kHz, 20 kHz, 100 kHz) και 4 φίλτρα διαχωρισμού υψηλών συχνοτήτων (Low Pass) (10 kHz, 40 kHz, 100 kHz, 400 kHz) για κάθε κανάλι, ελεγχόμενα από το software.
  • Μετατροπέας A/D 18 bit (Digital Analog Converter – DAC), με μέγιστο ρυθμό δειγματοληψίας 40 MSPS ανά κανάλι.
  • Δύο (2) αναλογικά παραμετρικά κανάλια τα οποία μπορούν να αξιολογήσουν επιπλέον παραμετρικά στοιχεία όπως η παραμόρφωση, το φορτίο, η θερμοκρασία κτλ.

Το ψηφιακό σύστημα καταγραφής δεδομένων ΑΕ PCI-2 εγκατεστημένο στον υπολογιστή (αριστερά) και οι είσοδοι των έξι καναλιών καταγραφής (δεξιά).

Η ανίχνευση των σημάτων ΑΕ γίνεται με πιεζοηλεκτρικούς αισθητήρες. Το εργαστήριο μας διαθέτει δύο τύπους μικρού μεγέθους αισθητήρων ΑΕ, τον τύπο MICRO–100S και τον τύπο R15 της εταιρίας PAC. Οι MICRO100S είναι αισθητήρες ακουστικής εκπομπής με εύρος συχνοτήτων λειτουργίας 200-950 kHz ενώ οι R15 έχουν εύρος συχνοτήτων λειτουργίας 50-200 kHz.

Για την ενίσχυση του σήματος ΑΕ χρησιμοποιούνται προενισχυτές τύπου PAC 2/4/6, με δυνατότητα ενίσχυσης της έντασης του σήματος κατά 20/40/60 dB και δυνατότητα σύνδεσης σε αισθητήρες μονής εξόδου ή διαφορικούς αισθητήρες.

Προενισχυτές τύπου PAC 2/4/6 (αριστερά), πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες R15 (δεξιά πάνω) και MICRO–100S (δεξιά κάτω).