Преобразователи акустической эмиссии

В дальнейшем параметры метода АЭД подземных трубопроводов подвергли корректировке. В частности, это касается уменьшения расстояния между датчиками преобразователя акустической эмиссии, рекомендаций по скачку давления, применения иных критериев обнаружения существенного развития трещин. [c.186]

В состав аппаратуры входят соединенные кабельными линиями следующие основные элементы 1 - преобразователи акустической эмиссии (ПАЭ) 2 — предварительные усилители 3 — частотные фильтры 4 — основные усилители 5 — блоки обработки сигналов 6 — основной процессор обработки, хранения и представления результатов контроля 7 — пульт управления (клавиатура) 8 — видеомонитор 9 — датчики и кабельные линии параметрических каналов. [c.168]

Преобразователь акустической эмиссии служит для преобразования упругих акустических колебаний в электрические сигналы и является важнейшим элементом аппаратного комплекса АЭ контроля. Наибольшее распространение нашли пьезоэлектрические ПАЭ, схема которых мало отличается от пьезопреобразователей (ПЭП), используемых при проведении ультразвукового контроля. [c.168]

Преобразователь акустической эмиссии соединяется коротким (длиной не более 30 см) кабелем с предварительным усилителем (см. рис. 10.5). Наряду с усилением (обычно до 40 дБ) предусилитель улучшает соотношение сигнал-шум при передаче сигнала по кабельной линии к блоку основной аппаратуры 3—8), удаленной на расстояние до 150...200 м. [c.170]

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ [c.320]

Требования к преобразователям акустической эмиссии, применяемым для контроля опасных производственных объектов. РД 03-300-99. Система неразрушающего контроля. Метод акустической эмиссии Сборник документов. Серия 28. Выпуск 2. М. Госгортехнадзор РФ, 2001. [c.328]

Аппаратура. На рис. 116 показана структурная схема аппаратуры для контроля методом акустической эмиссии. В состав одного канала входит преобразователь 1, чувствительный элемент которого изготовляют обычно из пьезокерамики типа ЦТС. Для работы при температурах выше 300— 400 С и высоком уровне радиации применяют пьезокерамику типа нио-бата лития. Используют широкополосные (А/ = 700- 900 кГц) и узкополосные (А/ = 100- - 150 кГц) преобразо- [c.316]

В основе применения акустической эмиссии в качестве метода неразрушающего контроля лежит тот факт, что дефекты могут излучать упругие волны при нагружении изделий. Распространяясь по изделию, упругие волны достигают преобразователей, трансформирующих упругие колебания в электрические сигналы. Регистрируя их, можно определить моменты возникновения и роста дефекта, а также координаты последнего. [c.51]

Переходя к пассивным акустическим методам контроля, отметим акустико-эмиссионный метод, при котором используют бегущие волны (рис. 2.5, г). Этот метод основан на анализе параметров упругих волн акустической эмиссии, возникающих в результате динамической локальной перестройки объекта контроля. Такие явления, как возникновение и рост трещин, аллотропические превращения, движение скоплений дислокаций — наиболее характерные источники волн акустической эмиссии. Контактирующие с изделием пьезопреобразователи, принимающие упругие волны, позволяют установить наличие источника эмиссии, а при обработке сигналов от нескольких преобразователей — и расположение источника. [c.99]

Оборудование для технической диагностики на основе акустической эмиссии (АЭ) включает одно- и многоканальные приборы преобразователи вспомогательные устройства. Эти средства позволяют определять тех- [c.477]

С помощью ЭМА-метода удается возбудить нормальные поперечные волны, что крайне трудно сделать другими способами. Одним из важных достоинств метода является стабильность амплитуды сигнала при наличии неровностей поверхности, окалины или краски. К достоинствам метода следует также отнести возможность контроля при высоких температурах (до 1300°С), избирательную возможность приема того типа волн, который нас особенно интересует. Последний фактор особенно важен при изучении типа волн от источников акустической эмиссии. Недостатками следует считать громоздкость преобразователей и резкое уменьшение чувствительности с увеличением величины зазора (рис. 2.12). Установлено, что чувствительность метода при с1= = 0,1. ..0,2 мм в 2—3 раза ниже по сравнению с пьезоэлектрическим методом возбуждения УЗ-колебаний. В настоящее время способ нашел применение при контроле рельсов, труб и т. д. [c.35]

Координаты источников акустической эмиссии вычисляют по разнице времени прихода (РВЛ) сигналов на преобразователи, расположенные на поверхности контролируемого объекта. [c.314]

Для контроля методом акустической эмиссии обычно применяют многоканальную аппаратуру. Каждый канал соединен со своим преобразователем, принимающим упругую [c.298]

Аппаратура включает в себя блок определения местоположения источника сигналов. Для этого сравнивается время прихода сигнала акустической эмиссии не менее чем на три преобразователя. [c.299]

Схема эксперимента по наблюдению эмиссии весьма проста (рис. 10.14). Волны, возбуждаемые развивающимся дефектом (источником эмиссии), претерпевая различные изменения на границах образца и на других статических неоднородностях, достигают приемника звука (чаще всего это пьезоэлектрический преобразователь), электрический сигнал с которого обычно поступает на схему обработки. Снимаемый с пьезопреобразователя сигнал имеет вид случайной последовательности радиоимпульсов, соответствующих отдельным событиям — вспышкам акустической эмиссии. Центральная частота радиоимпульсов определяется в основном резонансными свойствами преобразователя. Простейший принцип обработки сигнала эмиссии, применяемый в большинстве существующих методик, состоит в следующем радиоимпульс после усиления попадает на пороговое устройство, выделяющее его на фоне посторонних шумов. [c.271]

Зависимость интенсивности акустической эмиссии N ж её амплитуды А на выходе преобразователя от времени при возрастании приложенной к образцу растягивающей силы Р. Образец из алюминиевого сплава сечением 30 х 4 мм с надрезом глубиной 10 мм и начальной трещиной. [c.392]

В книге изложены физические основы, методы и средства акустического контроля — одного из наиболее распространенных и быстро развивающихся видов неразрушающего контроля. Анализируются различные типы контактных и бесконтактных акустических преобразователей и устройство ультразвуковых дефектоскопов. Рассмотрены методы прохождения, свободных н вынужденных колебаний, акустической эмиссии, а также вопросы оптимизации параметров контроля на основе максимума отношения сигнал. — помеха. Изложены методы контроля различных типов изделий из металлов и неметаллических материалов. [c.2]

Для рассмотренного выше примера имеем 310 с , что соответствует току Zev 10 А Ze = 2 1,6 Ю" Кл - заряд иона гелия). Таким образом, достаточно интенсивные потоки событий приводят к появлению акустической эмиссии, которая может быть зарегистрирована с помощью преобразователя в виде тонкого стержня или преобразователя другой формы. [c.132]

Акустическая эмиссия (высокочастотный сигнал) от микротрещины воспринимается двумя и более преобразователями, установленными на фиксированном расстоянии друг от друга непосредственно на поверхности трубопровода. Сигналы по кабелю или через ультракоротковолновый передатчик поступают в систему обработки и отображения, где подвергаются корреляционной обработке по амплитуде и времени. При наличии дефектного участка или течи газа, их местонахождение отображается на мониторе в виде импульса, размещенного на графике, соответствующем в масштабе длине исследуемого участка трубопровода, а также в виде цифровой индикации. Идентифицированные методом акустической эмиссии участки газопровода отрываются и подготавливаются для проведения дефектоскопии локальными методами (ультразвуковой кон- [c.108]

Анализ данных АЭ контроля трубопроводов обвязки, выполненного на КС Вынгапуровская, показал, что собственный шум конструкции достигает значений по А8Ь =(40-60) дБ, по КМ8=(50-70) дБ на разных уровнях нагружения (при гидравлических испытаниях). Оценка затухания сигналов АЭ вдоль контролируемого трубопровода для объемных мод колебаний показывает величину порядка 5 дБ/м. При отмеченных выше уровнях собственного шума конструкции и акустических характеристиках объекта максимальная база расположения пьезоэлектрических преобразователей может быть не более 10 м (даже при нагружении трубопровода жидкостью). С другой стороны, если оценить возможности метода АЭ к обнаружению скачка единичного прироста трещины по эквиваленту выделяемой упругой энергии разрушающимся графитовым стержнем (диаметром 0,2 мм) в месте расположения ПАЭ, получим эквивалент прироста трещины на 0,04 мм , который вызывает реакцию пьезоэлектрического преобразователя сигналов акустической эмиссии (ПАЭ) в виде экспоненциально затухающего радиоимпульса с амплитудой порядка 90 дБ. Собственный шум конструкции, указанный выше, заставляет оператора устанавливать порог ограничения аппаратуры на уровне 50-60 дБ. Отсюда минимальное значение скачка трещины, которое может быть выявлено на базе 10 м,-не менее чем 0,1 мм". Здесь следует отметить, что мы допускаем [c.165]

Акустическая эмиссия — это явление, возникающее вследствие освобождения энергии в твердых телах, подвергнутых пластической деформации или излому. Часть этой энергии преобразуется в упругие волны, которые распространяются в материале и могут быть обнаружены на его поверхности с помощью высокочувствительных преобразователей. Акустические эмиссионные контрольно-измерительные приборы обладают двумя особыми качествами способностью обнаруживать образование или развитие трещины в реальном масштабе времени и возможностью бесконтактного дистанционного контроля. Кроме того, анализ сигналов многочисленных преобразователей (трех или более) дает информацию, достаточную для определения местоположения источника сигнала методом триангуляции. [c.27]

Для того чтобы аналитически определить форму и длительность сигнала акустической эмиссии, необходимо знать 1) природу повреждения, что дает возможность описать первоначальное возмущение 2) коэффициенты затухания для всех частот спектра первоначального возмущения 3) передаточную функцию приемного преобразователя и другие акустические и электрические величины. [c.33]

Фиг. 1.5. Сигналы от одной и той же вспышки акустической эмиссии, принятые разными преобразователями.

Были изучены различные виды передачи сигналов — продольные, сдвиговые и волны Релея — в поисках их сравнительных достоинств с точки зрения обнаружения акустической эмиссии. По-видимому, наиболее удачным является использование сдвиговых колебаний, так как полученный в этом случае сигнал имеет самую четкую форму и мало подвержен влиянию других видов колебаний. На фиг. 1.5 показаны сигналы от одной и той же вспышки акустической эмиссии, принятые разными преобразователями. Результаты, анализа распространения импульса акустической эмиссии и вытекающие из него направления улучшения методов обнаружения изложены в работе [9]. [c.40]

Обратимся опять к фиг. 1.5, где показаны сигналы акустической эмиссии в стали, полученные с помощью трех существующих типов преобразователей. Эти сигналы были приняты одновременно от единой вспышки акустической эмиссии, что необходимо, чтобы провести обоснованные сравнения сигналов от разных преобразователей с учетом случайного характера акустической эмиссии. Преобразователь сдвиговых колебаний, как показано на верхней кривой, дает сигнал наиболее подходящей формы. Фронт сигнала очень крутой, а продолжительность основной части меньше 10 мксек, что обеспечивает хорошее разрешение других близко следующих сигналов. Преобразователь изготовлен из пьезоэлектрического материала Р2Т-5А с основной частотой 1,7 Мгц, поляризованного в направлении сдвига. Преобразователь чувствителен почти исключительно к сдвиговым колебаниям. Точка Кюри данного материала составляет приблизительно 383 °С таким образом, его [c.41]

Средняя кривая соответствует сигналу акустической эмиссии от продольно поляризованного, установленного на поверхности пьезоэлектрического преобразователя, который широко применяется на практике в лабораторных и эксплуатационных испытаниях. Поскольку этот преобразователь выполнен из материала Р2Т-5А, он имеет те же возможности работы в окружающей среде, которые были описаны выше. Этот преобразователь реагирует в основном на сдвиговые колебания и волны Релея. Фронт импульса обозначен достаточно хорошо, однако очевидна нежелательная затянутость сигнала (1,5—2 мсек). Кроме того, электрическое напряжение, снимаемое с преобразователя, имеет интенсивные составляющие на таких низких частотах, как 100 кгц. В сильных шумовых полях, например в условиях гидравлической кавитации, трудно регистрировать низкочастотные сигналы, так как помехи перегружают предусилитель или проходят через фильтр, вызывая ложное срабатывание. Поэтому в таких случаях следует применять настроенную цепь. [c.42]

На нижней кривой показан сигнал акустической эмиссии, полученный с обычного промышленного акселерометра. Совершенно ясно, что сигнал имеет много низкочастотных составляющих и слишком большую длительность. Чувствительный элемент (в основном Р2Т-5А) воспроизводит и высокочастотные составляющие, однако значительно слабее по сравнению с составляющими 30—50 кгц. Это вызывает в еще большей мере появление тех же трудностей, что и для рассмотренного выше ультразвукового преобразователя, устанавливаемого на поверхности. [c.42]

Способ связи преобразователя с поверхностью образца имеет большое значение при выявлении акустической эмиссии. Было установлено, что силиконовый каучук позволяет осуществить надежный контакт для ввода продольных и поверхностных волн в преобразователь. Хотя силиконовый каучук рассчитан на максимальную рабочую температуру 315 °С, он использовался как связка вплоть до 370°С. Одно из достоинств этого материала заключается в том, что он остается достаточно гибким и, таким образом, преобразователь можно снимать для повторного использования, не нарушая передний электрод. Силиконовый каучук также является хорошим изолятором и предотвращает замыкание системы на землю. [c.43]

Несмотря на то что свойствами преобразователя главным образом определяется возможность выявления акустической эмиссии, электронная система предварительной обработки сигналов имеет существенное значение для успешного использования полученной информации. На фиг. 1.8 показана блок-схема одной из систем контроля, применяемых в настоящее время. Сигнал с преобразователя подается на расположенный по возможности ближе к преобразователю малошумящий предусилитель, где происходит усиление сигнала в 100 раз. Затем сигнал пропускают через регулируемый (24 дб на октаву) электронный фильтр для удаления нежелательной низкочастотной информации. Далее сигнал поступает на усилитель с коэффициентом усиления 100. Здесь система делится на два канала в одном канале сигнал поступает в прибор для записи [c.43]

Затем был проведен эксперимент по оценке выявляемости сигналов акустической эмиссии на фоне гидравлических шумов реактора Дрезден-1 , причем эти шумы имитировались при помощи гидравлического испытательного трубопровода. Результаты, изложенные в отдельном сообщении [8], показали, что система, работающая в диапазоне частот 1,5—2,5 Мгц с преобразователем сдвиговых колебаний, может выявить сигналы акустической эмиссии практически независимо от гидравлических шумов, связанных как с турбулентностью потока, так и с кавитацией. На фиг. 1.14 и 1.15 показаны соответственно схематическое изображение установки для проведения экспе- [c.48]

После прохождения импульса АЭ по акустикоэлектронному каналу, включающему контролируемый объект и преобразователь акустической эмиссии (ПАЭ), форма единичного импульса АЭ существенно изменяется (рис. 9). Сигнал АЭ, содержащий несколько импульсов, зарегистрированных при испытании сосуда, представлен на рис. 9, б. [c.309]

Акустические преобразователи должны иметь хорошую связь с поверхностью образца во время испытаний. Для этой цели существуют специальные приспособления. Описание аппаратуры и анализ метода акустической эмиссии приведены в работе Ч. Бейли [22]. [c.475]

Акустическая эмиссия (АЭ)—излучение упругих волн, возникающих в процессе перестройки внутренней структуры твердых тел. Акустическая эмиссия появляется при пластической деформации твердых материалов, при возникновении и развитии в них дефектов, на-лример при образовании трещин. Физическим механиз мом, объясняющим особенности акустической эмиссии, является движение в веществе дислокаций и их скоплений. Моменты излучения эмиссии распределены статистически во времени, и возникающие при этом дискретные импульсы имеют широкий частотный диапазон (от десятков килогерц до сотен мегагерц в зависимости от материала). Сигналы улавливаются преобразователями, которые благодаря своим ограниченным размерам имеют одинаковую чувствительность в некотором диапазоне углов. Улавливаются не только те сигналы, которые распространяются вдоль прямой, соединяющей источник эмиссии и преобразователь, но и сигнал, который из-за конечной толщины материала может быть суммой многократных отражений от границ изделия. [c.82]

На рис. 115 показана структурная Схема аппаратуры для контроля методом акустической эмиссии. В состав одного канала входит преобразователь 1, чувствительный элемент которого изготовляют обычно из пьезокерамики типа ЦТС. Для работы при температурах выше 300—400° С и высоком уровне радиации применяют пьезокерамику типа ниобата лития. Используют широкополосные (Д/ = 700 -4- 900 кГц) и узкополосные (Д/ = 100—150 кГц) преобразователи. Последние обычно применяют, когда на основе предварительных исследований выбран оптимальный для контроля диапазон частот. Расширение полосы пропускания достигается способалш, изложенными на стр. 192. Преобразователи обычно рассчитывают на прием волн определенного типа. Диаграмма направленности преобразователя, как правило, широкая вследствие небольших размеров пьезопластины. [c.286]

Для метода акустической эмиссии трудность составляет определение координат дефектов. При ее решении используют несколько приемных преобразоЕзтелеп в сочетании с методами триангуляции. Сигналы а. э., принимаемые различными преобразователями, обрабатываются на ЭВМ с учетом направления их прихода и времени распространения. По этим данным и рассчитывают координаты дефекта. Разработана комбинированная система контроля, состоящая из 20—30 микрофонов (датчиков а. э.) и нескольких ультразвуковых дефектоскопических искателей, располагаемых в наиболее опасных местах конструкции. При обнаружении критических сигналов а. э. включается автоматическое сканирующее устройство, осуществляющее поиск дефекта с помощью ультразвукового искателя. По-видимому, такие комбинированные системы окажутся наиболее эффективными. [c.179]

К пассивным методам АК относят акустико-эмиссионный метод (см. 2.7), в котором используют бегущие волны (рис. В.7). Явление акустической эмиссии (от лат. ет1551о — испускание, излучение) состоит в излучении упругих волн материалом ОК в результате внутренней динамической локальной перестройки его структуры. Такие явления, как возникновение и развитие трещин, превращения кристаллической структуры, движение скоплений дислокаций, — наиболее характерные источники акустической эмиссии. Контактирующие с ОК преобразователи принимают упругие волны и позволяют установить наличие источника эмиссии, а при обработке сигналов, проходящих от нескольких преобразователей, — также расположение источника. [c.12]

Тихоокеанская северо-западная лаборатория (Battelle Northwest) с 1966 г. проводит программу активных исследований и развития в области акустической эмиссии. Главным заказчиком является отдел разработки и технологии реакторов Комиссии по атомной энергии США. Целью этой программы, продолжающейся с февраля 1966 г., является разработка акустической эмиссионной контрольно-измерительной аппаратуры для надежного непрерывного контроля целостности границ первичного давления в ядерных энергетических реакторах. Во всем многообразии контрольно-измерительных систем можно выделить три уровня сложности. Система первого уровня сложности обычно обнаруживает и определяет местоположение растущей трещины при гидростатических испытаниях, система второго уровня — то же самое, но в условиях работы реактора, на третьем уровне система обнаруживает, определяет местоположение и описывает растущую трещину в рабочих условиях. Расширение границ применения акустической эмиссии от контроля резервуаров при гидростатических испытаниях до непрерывного надзора за работающей системой (например, первичного контура охладителя ядерного реактора) предъявляет значительно более жесткие требования к контрольно-измерительной аппаратуре. Эти требования включают, например, необходимость работы преобразователей в течение по крайней мере полуторадвух лет в условиях ядерного излучения и при температурах около 315—371 °С, а также возможность выявления акустической эмиссии в присутствии интенсивного шумового фона. [c.28]

В настоящее время накоплено много экспериментальных данных, доказывающих, что в большинстве случаев акустиче- екая эмиссии из металла, подвергаемого напряжению, может быть связана с движением дислокаций и изломами. Эти доказав тельства приводят нас к допущению, что первоначальный упруго-пластичный импульс является дискретным явлением и может приближенно рассматриваться с точки зрения обнаружения сигналов как точечный источник со спектром в начале мегагерцевого диапазона. Однако распространение этих возмущений в ограниченной среде приводит к некоторым изменениям Б сигнале, и именно этот измененный сигнал, воспринятый преобразователем, называют сигналом акустической эмиссии. [c.31]

Из приведенного анализа следует, что по возможности надо увеличивать размеры преобразователей и работать в диапазоне более высоких частот. Однако увеличение размеров преобразователей приводит к ослаблению принимаемого сигнала. Кроме того, с повышением частоты резко возрастает затухание в среде. В этом случае сигналы акустической эмиссии не могут передаваться на существенные расстояния, что затрудняет их практическое использование. Первоначальное возмущение м.ожет иметь много высокочастотных составляющих, но большая часть их быстро исчезает вследствие рассеяния. Для примера на фиг, 1.1 показана зависимость коэффициента затухания от частоты для продольных и сдвиговых колебаний в нержавеющей стали типа 304. Рост коэффициента затухания (выше колена [c.32]

Очевидно, что при распространении колебаний с частотой выше нескольких мегагерц их амплитуда уже через несколько сантиметров станет значительно меньше амплитуды колебаний более низких частот. Следовательно, импульс акустической эмиссии, первоначально имевший широкий спектр частот, фильтруется при прохождении через среду, так что через несколько сантиметров в нем существенно преобладают частоты менее нескольких мегагерц. Однако на практике трудно использовать низкочастотную (менее 1 Мгц) часть спектра сигнала вследствие гидравлических шумов и других помех. Кроме того, длительность принимаемого сигнала на низких частотах оказьь вается чрезмерно большой. По этим причинам для эксплуатационных испытаний следует, по-видимому, использовать сравнительно узкополосные приемные преобразователи с центральной частотой 1—2 Мгц. [c.33]

Можно использовать другой метод решения поставленной задачи —метод синтеза сигналов, для которого необходимы лишь ограниченные сведения об упомянутых величинах. Этот метод не требует, чтобы были известны первоначальное акусти- ческое возмущение и передаточная функция преобразователя. Если сигналы акустической эмиссии могут быть измерены до возникновения отражений и задана геометрия образца, то можно предсказать форму сигналов в большинстве встречающихся на практике случаев. [c.33]

Измерения шумов реактора [7] и испытания по обнаружению акустической эмиссии в присутствии гидравлических шумов [8] подтверждают необходимость работы в начале мегагерцевого диапазона частот. Для изучения эмиссии использовались преобразователи, работающие в диапазоне частот до 30 Мгц, причем сигналы, переданные через металл (сталь), были достаточно короткие, чтобы возбудить преобразователь на его [c.39]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...