Системы акустико-эмиссионные РАНИС-11

Назначение

Системы акустико-эмиссионные «РАНИС-11» (далее по тексту - системы «РАНИС-11») предназначены для регистрации и измерения параметров импульсов акустической эмиссии (АЭ) с целью обнаружения, локализации и определения степени опасности развивающихся дефектов в различных конструкционных материалах, нагруженных каким-либо способом, например, давлением, термическим или механическим способами.

Системы «РАНИС-11» используются в лабораториях для научных исследований в различных областях физики твердого тела, акустики, дефектоскопии и на производстве для мониторинга объектов нефтехимической, авиационной и космической промышленности, в электронике, на электростанциях и других промышленных объектах.

Описание

Работа систем «РАНИС-11» основана на явлении акустической эмиссии, заключающийся в том, что дефекты излучают упругие волны при нагружении объектов контроля. Распространяясь по объекту контроля, упругие волны достигают преобразователей акустической эмиссии (ПАЭ), трансформирующих упругие колебания в электрические сигналы, регистрируя которые, можно определить наличие, степень опасности и координаты дефекта.

Система «РАНИС-11» состоит из одного или нескольких измерительных блоков. Каждый измерительный блок включает в себя 4, 8, 12 или 16 каналов. Максимальное число каналов системы «РАНИС-11» составляет 252. Измерительные блоки соединяются по шине USB2.0 с управляющей ЭВМ (персональный компьютер, ноутбук, рабочая станция и др.). К измерительному блоку через предусилители подключаются преобразователи акустической эмиссии (ПАЭ) с помощью соединительного кабеля, по которому предусилитель получает питание и посылает АЭ сигнал. Для осуществления контакта ПАЭ с объектом контроля используется магнитный прижим. ПАЭ могут включать в себя встроенный магнит и встроенный предусилитель. Фотография общего вида системы «РАНИС-11» представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 - Общий вид системы «РАНИС-11»

Многоканальные измерительные блоки системы «РАНИС-11» использует 4-х канальные электронные платы, обработка сигнала на каждом из каналов выполняется в рамках параллельной архитектуры независимо от других каналов. Обработка сигнала выполняется цифровыми методами с использованием программируемой логической интегральной микросхемы (ПЛИС).

Полученные измерительными блоками данные передаются в управляющий компьютер, где осуществляется окончательная обработка и отображение принятых сигналов АЭ, а также расчет местоположения источников АЭ. Кроме того, измерительные блоки имеют входы аналогового сигнала, которые могут быть использованы для регистрации аналогового параметра, например, для регистрации давления в исследуемом объекте.

Результаты измерений записываются в файл данных, могут быть далее обработаны, представлены в виде различных графиков и таблиц.

Для предотвращения несанкционированного доступа используется пломбировка измерительных блоков. Схема пломбировки приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема пломбировки измерительных блоков от несанкционированного

доступа

Программное обеспечение

На управляющую ЭВМ устанавливается специальное программное обеспечение (ПО).

ПО системы «РАНИС-11» выполняет следующие основные функции:

- диалоговый режим взаимодействия оператора с системой;

- управление всеми основными составными частями системы;

- настройку режимов работы системы;

- прием и обработку информации, поступающей в управляющий компьютер;

- проведение диагностики и самодиагностики всех основных составных частей системы;

- визуализацию информации в текстовом и графическом видах;

- архивирование данных, накопленных в процессе работы системы;

- формирование звукового и текстового оповещения оператора;

- формирование журнала работы системы и действия оператора;

- контроль за надежной и стабильной работой системы;

- определение местоположения источников АЭ методами линейной и плоскостной локации;

- оценку опасности источников АЭ методами критериального анализа.

Идентификационные признаки ПО систем «РАНИС-11» соответствуют данным, приведенным в таблице 1.

Таблица 1

Защита программного обеспечения систем «РАНИС-11» от непреднамеренных и

преднамеренных изменений соответствует уровню С согласно МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Таблица 2

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на табличку устройства, расположенную на задней панели измерительных блоков системы «РАНИС-11», методом шелкографии, лазерной гравировки или фотохимическим методом и на титульные листы паспорта и руководства по эксплуатации методом печати.

Комплектность

Таблица 3

Поверка

Осуществляется согласно методике поверки «ГСИ. Системы акустико-эмиссионные «РАНИС-11». Методика поверки. МП 32.Д4-11» утвержденной ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИОФИ» в ноябре 2011 г.

Основные средства поверки:

1. Генератор сигналов сложной формы AFG 3022. Синусоидальный сигнал от 1 мГц до 20МГц, диапазон от 10 мВразмах до 10 Вразмах, погрешность ±(1%от величины + 1 мВ), амплитудная неравномерность (<5МГц) ±0,15 дБ, (от 5 до 20 МГц) ±0,3 дБ;

2. Осциллограф цифровой Tektronix TDS-2012B. Диапазон измеряемых размахов напряжений импульсных радиосигналов 4 мВ - 500 В. Пределы относительной погрешности измерения напряжений ± 3%;

Сведения о методах измерений

Сведения о методиках (методах) измерений приведены в руководстве по эксплуатации «Системы акустико-эмиссионные «РАНИС-11». Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

1. Технические условия «Системы акустико-эмиссионные «РАНИС-11». Технические условия. 427615-001-86717380-2011 ТУ».

Рекомендации к применению

Системы акустико-эмиссионные «РАНИС-11» могут применяться при осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.