声发射系统(Acousics Emission)

 美国物理声学公司一PAC公司作为声发射技术领导者、世界著名生产商,PAC公司有完整的、系统化的声发射生产线。其声发射产品占全球声发射市场的85%以上。声发射系统是PAC公司主导产品之一。完整的声发射系统包括:声发射卡、声发射主机系统声发射传感器、声发射前置放大器声发射处理软件,其核心部件为声发射卡,PAC公司声发射产品依据其声发射卡型号不同而构成三个声发射系统。即:DiSP系统SAMOS系统 PCI-2系统三个系统卡均采用标准PCI总线技术,并由先进的表面封装设备(SMD)制造的多层高密度卡。PAC公司的声发射产品广泛应用于压力容器检测、管道检测、航空航天材料检测、起重设备检测、铁路罐车检测、桥梁检测、贮罐检测、金属材料检测、复合材料检测、陶瓷检测、水泥构件检测、岩石及电器产品等检测

  PAC公司拥有世界上领先的声发射研究中心(R&D) 及最优秀的专家,为不同行业开发了解决工程问题的专家系统:VPAC(阀门定量泄漏检测声发射专家系统)、 MONPAC(压力容器检测声发射专家系统)、 TANKPAC(油罐罐底腐蚀状况声发射在线检测专家系统)、 CORPAC(工业结构中局部腐蚀状况声发射在线监控系统)PowerPAC(变压器局部放电声发射检测专家系统)。

声发射系统在如下领域应用:

Traditional Material Testing(声发射对传统材料的检测)
Advanced Composite Material Testing (声发射对高级复合材料的检测)
Fatigue Testing(声发射在疲劳测试中应用)
Pressure Vessel (Metal & FRP) Safety Verification (声发射对金属及玻璃钢压力容器安全检测)
Cryogenic Vessel Testing(声发射应用于低温容器检测)
Sphere Testing(声发射对球罐的检测)
Storage Tank Integrate Verification(声发射对储罐完整性的检测)
Tank Bottom Condition Assessment(声发射对罐底状况的评价)
Quantitative Gas Valve Leak Detection (声发射对气体阀门泄漏定量检测)
Tube Trailer Testing
Rail Road Tank Car Testing(声发射对铁路罐车的检测)
Corrosion Detection(声发射腐蚀检测)
Buried Pipeline Leak Detection(声发射对埋地管道检测)
Concrete Testing(声发射对混凝土检测)
Rock Testing(声发射对岩石检测)
Bridge and Infrastructure Testing(声发射对桥梁及地基检测)
Partial Discharge Detection of Transformers and Gas Insulated Station (声发射应用于变压器及GIS局部放电检测)
Power Plant Steam Pipeline and Boiler Leak Detection(声发射对电站蒸气管道及锅炉泄漏的检测)
Aerial Lifting Device Testing(声发射对吊车设备检测)
Aging Aircraft Testing(声发射对老化飞机结构的检测)
Aircraft & Aerospace Structure and Fatigue Testing (声发射应用于飞机及宇航结构疲劳检测)
Hard Disk Drive Contact Start/Stop Testing(声发射用于硬盘驱动器检测)
Tool Wear and Tool Breakage Detection (声发射对工具磨损及断裂监测)
Welding Processing Monitoring(声发射在焊接过程监测)
Bearing and Gear Condition Monitoring(声发射对轴承及齿轮的监测)
Process Diagnosis(声发射用于过程诊断)


DiSP系统--
          高速度、高性能系统

 DiSP系统由并行处理的PCI-DSP-4卡构成。PCI-DSP-4卡是在成功的AEDSP-32/16卡基础上开发的新DSP卡。它也是以32位数字信号处理(DSP)为基础的数字化声发射卡。

DiSP系统的主要特性:


· 每块PCI-DSP-44个AE通道;
· PCI总线及高速DMA技术提供AE数据与计算机之 间132MB/秒的数据传输速度;
· 16-bit,10MHz A/D转换器,>82dB动态范围不再需要增益设置;
· 每通道4个高通,4个低通选择可构成13种滤波范围,而且全部由软件控制;
· 高性能:32位浮点DSP处理器具有150MFLOPS处理能力;
· 噪声最小门槛值:18dB;10KHz-2.1MHz频率范围 (±1dB)
· 20000Hits/秒,2000Waveform/秒的高速处理速度;
· 第一块PCI-DSP-4(母板)上具有8个外参数输入功能;
· 外参数采样率:20KHz
· 多个硬件FPGA(可编程门阵列)及ASIC IC设计提供最强的性能和最低的成本
· 波形处理选件模块上的高速40MIPS 数字信号处理器(DSP)缓冲存储器可对所有通道进行波形捕捉及处理
· 数字信号处理电路避免了漂移现象,实现更高的精度和稳定性

PCI-DiSP-4卡性能参数:

物理参数:

· 尺寸:12.28"Lx4.2"Hx0.6"T
     (311.9x106.7x15.2mm)

· 重量:1.1
· 电功耗:18W
· 直流电源:+12.0V 0.6amp,-12.0V 0.1amp
       +5.0V 2.0amp(1amp 可从+3.3V)


计算机接口:PCI总线(可直接插入计算机)

电参数:

· 声发射输入:4通道
· 输入阻抗:50W
· 传感器测试:AST(自动传感器测试)
· 频率响应:10KHz-2.1MHz+/-1.0dB


SPM模块(插在PCI-DSP-4主板上):

· 尺寸:3.5"x6.5"带有滤波器和A/D转换器
· 滤波器:4个高通(软件控制)
  10KHz,20KHz,100KHz,200KHz,
      4个低通(软件控制)
  100KHz,200KHz,400KHz,2.1MHz
· 噪声最小阈值:18dB

· 最大信号幅度:100dB
· A/D类型:16位10M采样率/每通道
· 动态范围:>82dB
· 采样率:固定@10MSPS(对于特征)

处理器:TMS320C33 (或更高)-32位浮点DSP处理器

· 速度:75MHz, 150MFLOPS

波形模块选件:4通道插件模块

· 处理器:DSP处理器
· 波形内存:128Kbytes/每通道基本
· 采样长度:每通道1-15K
· 波形采样率:可选10MSPS, 5MSPS,2.5MSPS, 1MSPS, 500KSPS, 200KSPS, 100KSPS


外参数输入:所有外参数都从第一个卡输入

· 参数通道数:基本为8个参数在第一块卡上, +/-10V输入,16位A/D
· 参数输入类型:1-2通道为差动输入3-8通道为单端输入
· 参数采样率:20KHz对每个模拟量参数高速A/D可达20KHz
· Hit驱动参数:2个模拟量Hit参数,串行总线将参数传到所有PCI-DSP-4卡
· 时间参数:全部8个参数都可用在时间数据设置
· 时间驱动数据率:10msec-60sec,由软件控制
· 参数时间门:AE数据采集由参数值抑制。两个阈值, 灵活的门选项-外部阈值,内部阈值,阈值之间,正/负斜率。
· 循环记数类型:24 bit 记数分辨率。软件可编程的阈值,从0-5.00V以10mV步长。独立软件可选模拟量参数通道源1-4(滤波或不滤波)。串行总线将循环参数传到所有PCI-DSP-4卡。

音频监视:软件可控制模拟量开关及缓冲器来选择所需通道来激活音频检测板。

LED显示:卡上Hit LED直接驱动

监视:连接到前面板上的LED

声发射主机系统--

功能特点:

1.标准PC计算机。含大的硬盘、驱动器、R/WCD/DVD、标准的并行打印机接口、串行接口、USB和鼠标接口。
2.单相电压:100/240V AC 50/60HZ
3.喇叭可提示声发射信号,可选择一个通道或所有通道
4.内置声发射特征性数字控制音频克制器。
5.声发射撞击指示器LED显示。
6.所有进出线缆防静电达15KV
7.音频驱动器输出高保真的AE音频信号
8.前面面板动态发光指示完全在计算机软件的控制下,并提供关于声发射数据的情况及系统故障的指示。
  根据用户的需要及通道数,PAC公司可以为您配备各种类型的主机系统。主要有微型系统,便携式系统等。

μDiSP(μSAMOS™ )
·
12通道微型DiSP
· (24通道微型SAMOS™ 系统)
· 笔记本电脑控制, PCMCIA通讯
· DSP-4卡(PCI-8卡)

  

16通道DiSP系统
32通道SAMOS™ 系统)    
· 尺寸:43X43X15.2(cm)    
· 重量:11.8KG   
     

24通道DiSP系统
(48通道SAMOS™ 系统)
· 尺寸:53.3X35.6X19.3(cm)
· 重量:17.3KG

  

60通道DiSP系统     
120通道SAMOS™ 系统)      
· 尺寸:44.5X26.7X48.3(cm)    
· 重量:26.5KG  
  
60通道DiSP系统
120通道SAMOS™ 系统)
· 尺寸:82X53.3X39.3(cm)
· 重量:56KG (带机壳)

PAC公司声发射软件家族--

  PAC公司久富盛誉的软件系统是基于25年的声发射实践经验积累而成,该软件系统包括实时采集/分析软件AEwin™,重放和后处理软件AEwinPOST™,完善神经网络和模式识别软件系统等,列表如下:

软件类型
软件名称
特 点
PACWin Suite AEwin TM™

 WINDOWS环境下实时声发射采集、外参量输入采集及分析软件包。包括前端数字滤波、图解滤波,AE特征提取、报警输出,各种定位功能,2-D、3-D图形,多参数分析、相关分析、聚类分析;波形处理及相关分析,FFT分析;灵活的图形功能,图形打印及输出;HIT数据线形显示、统计及重放功能等。

AEwinPOST™

 WINDOWS环境下AE信号后处理分析软件。包括特征增强的滤波功能;重新特征提取、数据文件融合;灵活的图形分析功能;丰富的波形/FFT分析功能及HIT统计等功能。

NOESIS(神经网络)

 WINDOWS环境下智能化声发射神经网络分析及模式识别软件包。除包括AEWINPOSTTM的全部功能外,还包括丰富的模式识别,指导神经网络分析和非指导神经网络分析及区域定位等功能。

PACSpecial Moment Tensor

 基于波形的矩张量分析软件。用于AE源的二维/三维特征分析。包括源定位,矩张量特征向量、矩张量分析、裂纹性质、裂纹扩展方向及表面裂纹滑移方向等。

PolyModal

基于波形的AE波多模式分析及频散曲线分析软件

PACShare Muti-layer Dispersion Curve 多层频散曲线
Spectrogram & Short Time FFT

短时FFT分析软件

Wavelets

小波分析软件

PACRemote PAC AE Viewer

允许远程用户浏览及控制其他的网络声发射系统

PAC Intelligent Data Provider Program

 自动传输报警信息、控制信息及状态文件至基本网络工作站,用于远程状态监视,通过Internet Intranet

PAC-C3

 命令监控台(Command Control Console)程序。由驻留于节点AE系统的智能数据供给程序(IDP)软件进行数据通讯来进行声发射状态监控。

 

声发射传感器

 在声发射测试中,选择适合的传感器是至关重要的。美国物理声学公司(PAC)研制生产的各种类型的声发射传感器会达到用户不同的要求。PAC公司研发、生产传感器的历史源于1968年的DUNEGAN公司,拥有独有的技术,广泛应用在声发射研究、检测的各个领域。


  

  传感器的作用是接收材料、结构内部的声发射信号。压力容器、储罐、热交换器、管线、反应器、航空推进器、核电站的设备等许多类型的结构都可以用声发射进行监控。在所有的应用中,声发射传感器是连接结构与分析仪器之间的桥梁,所以,声发射传感器的性能对测是非常重要的。

  PAC公司的声发射传感器在外形尺寸、频率范围及温度范围、包装形式上是多种多样的,可以适用与不同的应用环境。如:普通型、 宽频型、高温型、水下型、单向型、前放一体化型等。

 

      声发射系统附件
            --前置放大器

 由于来自声发射传感器的电压输出信号非常弱,因此,系统中需要配置一个放大器对信号进行放大处理后再进行传输。PAC公司为您提供前置放大器类型如下表:

产品图
型号
特点
应用

0/2/4
2/4/6

General purpose voltage preamplifier with 0/20/40 dB gain (0/2/4), or 20/40/60 dB gain (2/4/6), single-ended and differential sensor inputs, bandwidth changeable plug-in filter and AST option. 28V DC power.
Wide variety of applications where signal strength, frequency band, and sensor type may change application by application.
1220B General purpose voltage preamplifier with 40/60 dB gain, single-ended and differential sensor inputs, bandwidth changeable plug-in filter. 15V DC power.
Wide variety of applications where signal strength, frequency band, and sensor type may change application by application.
1220C General purpose voltage preamplifier with 40/60 dB gain, single-ended and differential sensor inputs, bandwidth changeable plug-in filter. 28V DC power supplied from separated BNC connector.
Wide variety of applications where signal strength, frequency band, and sensor type may change application by application.

IL-XX-S
IL-XX-D

In-line voltage amplifier that has fixed gain XX, fixed frequency band, either single-ended S or differential D sensor input. 28V DC power. Low cost.
Used in known testing environment where the gain, frequency band and sensor type can be predetermined before purchasing.
1222A Charge amplifier with internally selectable 40/60 dB gain, single-ended sensor input and plug-in filter of 20 600 KHz.
Ideal for applications where there is a need for long lengths of sensor input cable. It maintains the signal amplitude regardless of distance from the passive sensor to the preamplifier.
1222LF Charge amplifier with internally selectable 40/60 dB gain, differential sensor input.
Ideal for applications where there is a need for long lengths of sensor input cable. Particularly this preamplifier is used for loose part monitoring in nuclear industry.

1224A,B,
C,D

Line driver or repeater for boosting the signal up by 10 or 20 dB.
Used in exceptional circumstances where the required cable length exceeds the drive capability of the normal preamplifier.
1225A Intrinsically safe preamplifier with 20/40 dB selectable gain and plug-in filter. Works with intrinsically safe sensor and 1225B barrier.
Used in hazardous, gaseous environments that require chass IIC, intrinsically safe apparatus.
  1225B A barrier that connected in between the 1225A and the AE system outside the hazardous area.
Used as an interconnect to link the 1225A and the AE system for intrinsically safe applications.
  1227A,B Preamplifier with 20 dB gain and low power operation (3 milliamp typical).
For application with specific AE equipment which supplies low current to the preamplifier
  1227WT Wide temperature preamplifier with 20 dB gain and operation environment temperature from 47oC to +175oC.
Ideal for use in very extreme temperature environment (cold and hot).
1271 Preamplifier with 0/10/20/30/40 internally selectable gain, AE RMS output or 4-20mA output for current loop monitoring.
Ideal for use with industrial on-line condition or continuous monitoring.
1272 Preamplifier with 0/10/20/30/40 dB internally selectable gain, RMS or 4-20 mA output, two alarm thresholds, open drain (collector) alarm output.
Ideal for use with industrial on-line condition or continuous monitoring and alarming.
8230 High voltage amplifier subsystem with 26 dB gain and the highest voltage output up to +/- 400 peak to peak volts.
Ideal for use with acousto-ultrasonic and impact-echo applications where high voltage is required after the arbitrary waveform generator.
AE1A Post amplifier with 0 41 dB gain switchable in 3 dB steps.
Ideal for lab testing and industrial applications where other AE or A/D system is available.
AE2A
AE5A
Post amplifier with 0 41 dB gain switchable in 3 dB steps. Optional direct sensor input, optional RMS output.
Ideal for lab testing and industrial applications where other AE or A/D system is available.