Akustická emise (AE)

Co je to akustická emise (AE)?Signály akustické emise

Defekty jako trhliny, koroze, delaminace vytvářejí přechodové elastické vlny vznikající náhlou změnou napětí v materiálu. Tyto elastické vlny se nazývají jevem akustické emise (AE). Měření pomocí akustické emise umožňuje „poslouchat“ vznikající vady v materiálu za pomoci piezoelektrických senzorů.

Metoda AE měření je pasivní a provádí se na objektech vystaveným zatížení (jedná se typicky o provozní zatížení). Metoda se používá také na sledování úniků médií z potrubí a tlakových nádob, protože únik také produkuje akustickou emisi. Pro měření úniků z potrubí o délce vyšší než 100 m jsou vhodné jiné metody - Distribuovaná akustická emise (DAS) nebo Distribuované měření teploty (DTS) pro média, která se únikem mění v plyny, nebo mají provozní teplotu jinou než je teplota okolí. V těchto případech je optické vlákno, umístěné kolem potrubí, použito jako lineární senzor.

Výhody akustické emise

Lokalizační model kulového zásobníku

Hlavní výhodou je, že se jedná o integrální metodu. Objekt je diagnostikován všude v „doslechu“/příslušné zóně senzorů. Defekty jsou lokalizovány, odděleny od naměřených dat a zpracovány pro sledování jejich dynamiky v čase k predikci životnosti nebo úpravy servisního intervalu sledovaného objektu.

Akustická emise se projevuje pouze při vnějším zatížení sledovaného objektu. Metoda tak umožňuje určit, zda je vada aktivní. Konvenční metody vady naleznou, ale nesledují jejich dynamiku a vývoj. Tato výhoda akustické emise umožňuje získat okamžitý (on-line), náhled na stav sledovaného objektu. Výhody nedestruktivní zkoušení (NDT) a monitorování Structural Health (SHM) jsou popsány v našem článku, který se zabývá dálkovým NDT a SHM dohledovým centrem.

Aplikace akustické emise

AE je nejčastěji používaná metoda na objekty s obálkou (tlakové zásobníky a reaktory, potrubí apod.) Na objekty s velkou tloušťkou stěny je vhodnější nelineární ultrazvuková spektroskopie (NEWS).

Akustická emise je velmi univerzální metoda NDT pro mnoho průmyslových odvětví:

  • Tlakové testy nádrží, zásobníků a potrubí
  • Příprava zatěžovacích měření
  • Vznik vývoj a šíření trhlin
  • Systém pro detekci úniků (pro potrubí alternativně Distribuované měření teploty – DAS)
  • Monitorování koroze
  • Detekce výbojů v olejových transformátorechNaši pracovníci
  • Kontrola kvality ve výrobě
  • Delaminace v kompozitních materiálech a betonech
  • Kontrola výrobních procesů (svařování, obrábění, sledování laseru nebo vodního paprsku, fermentační procesy, sušení dřeva)
  • Diagnostika rotačních strojů (ložiska, převody)

Vybavení na aktustickou emisi

  • AE senzory na monitorovaném objektu
  • Předzesilovače a frekvenční filtry (filtry jsou často součástí předzesilovačů nebo na vstupu měřícího zařízení)
  • Vlastní měřící zařízení
  • Měřící, vyhodnocovací a vizualizační SW
  • Připojení pro vzdálené služby nebo k SHM dohledovému centru

Příslušenství k akustické emisi

Senzory akustické emise:Snímač akustické emise

Senzory akustické emise jsou ke sledovanému objektu nejčastěji připevňovány pomocí tmelu na bázi silikonu nebo epoxidu. Bohemian Technology Group s.r.o. vyrábí a používá piezokeramické senzory/emitory na rezonančním principu s frekvenčními rozsahy od 35 kHz do 2Mhz.

Naše vývojové oddělení je otevřeno mnoha dalším použití našich senzorů a jsem schopni je upravit přesně dle přání zákazníka.

Připevnění senzorů k měřeným objektům je často řešeno pomocí vlnovodů. Důvodem je vysoká teplota měřeného objektu nebo různé izolační materiály na jeho povrchu.

Zesilovače a předzesilovače akustické emise:

Při aplikaci akAcoustic Emission Preamplifierustické emise v průmyslových podmínkách (mimo laboratoř) je nutné vzít v úvahu akustický hluk/šum. Akustický hluk je přítomen na nižších frekvencích (pod 30-50kHz) a je tedy nutné zajistit jeho odfiltrování. To je možné následujícími způsoby: 

  • V signálové cestě (analogově) při měření výběrem AE senzoru, filtrem na předzesilovači a na měřící jednotce AE.
  • Digitálním zpracováním naměřených dat.

Zesílení předzesilovačů je 20 až 40 dB, výjimečně 60 dB. V naší nabídce najdete předzesilovače 20 a 40 dB (zakázkově i 60 dB), vybrané modely i s možností dálkového Bypassu zesilovače (tj. překlenutí zesilovače umožňující použít stejného senzoru jako generátoru signálu).