فهم الانبعاثات الصوتية
التعريف: ما هو الانبعاث الصوتي؟
الانبعاث الصوتي (AE) هو توليد موجات إجهاد مرنة عابرة في المواد التي تتعرض للتشوه، أو انتشار الشقوق، أو الاحتكاك، أو غيرها من التغيرات البنيوية الدقيقة غير القابلة للعكس. في مراقبة حالة الآلات، يستخدم اختبار AE أجهزة استشعار فوق صوتية حساسة (نطاق تردد 100-1000 كيلوهرتز) للكشف عن موجات الإجهاد عالية التردد هذه، مما يوفر إنذارًا مبكرًا لآليات الضرر النشطة مثل نمو الشقوق، وتآكل المحمل. التقشر, التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي, ، وعمليات الاحتكاك التي قد لا يمكن اكتشافها باستخدام الطرق التقليدية اهتزاز تحليل.
يُعدّ تحليل الاهتزازات (AE) مُكمّلاً لتحليل الاهتزازات: فبينما يكشف الاهتزاز عن الحركة الميكانيكية، يكشف تحليل الاهتزازات (AE) عن الأضرار المادية على المستوى المجهري، مُقدّماً في كثير من الأحيان تحذيرات مُبكرة من الأعطال المُحتملة. وهو ذو قيمة خاصة للمعدات بطيئة السرعة، وأوعية الضغط، والهياكل التي يصعب فيها تحليل الاهتزازات أو لا يستجيب لأوضاع الأضرار الحرجة.
مصادر الانبعاثات الصوتية
متعلق بالشقوق
- نمو الشقوق: كل امتداد تدريجي للشق يطلق موجة إجهاد
- فتح/إغلاق الشق: الشقوق التنفسية تولد انبعاثات
- التكسير الدقيق: الشقوق الصغيرة قبل الضرر المرئي
- Sensitivity: يكتشف نشاط الشقوق قبل أشهر من تغيرات الاهتزاز
عيوب المحمل
- أحداث التقشر (تقشر المواد)
- انتشار الشقوق السطحية
- خشونة الاتصال والاحتكاك
- الكشف المبكر عن تحليل الظرف في بعض الحالات
الاحتكاك والتآكل
- اتصال انزلاقي يولد انبعاثات
- أحداث تآكل المادة اللاصقة
- انهيار التزييت
- الانبعاثات المستمرة من التآكل النشط
تشوه المواد
- التشوه البلاستيكي تحت الحمل الزائد
- انفصال مركب
- كسر الألياف
نظام القياس
أجهزة استشعار AE
- أجهزة استشعار كهربائية ضغطية رنانية (100-1000 كيلو هرتز)
- مثبت على هيكل مع وصلة
- حساسية عالية لموجات الإجهاد فوق الصوتية
- حساسية منخفضة للاهتزاز المسموع (تم تصفيته)
معالجة الإشارات
- مكبرات الصوت المسبقة: كسب 40-60 ديسيبل بالقرب من المستشعر
- المرشحات: نطاق تمرير التردد 100-1000 كيلو هرتز يزيل الاهتزازات ذات التردد المنخفض
- كشف: عبور العتبة، عد الضربات، قياس الطاقة
- تحليل: معلمات الحدث (السعة، المدة، الطاقة، العدد)
المعلمات الرئيسية
- عدد النقرات: عدد أحداث الانبعاث
- طاقة الحدث: طاقة الإشارة المتكاملة
- مستوى RMS: نشاط الانبعاث المستمر
- توزيع السعة: طيف شدة الحدث
التطبيقات في الآلات
مراقبة المحمل
- الكشف المبكر عن التشققات (قبل ظهور أعراض الاهتزاز)
- تقييم حالة التزييت
- مراقبة الاحتكاك والتآكل
- مكمل للاهتزاز للتقييم الكامل
كشف الشقوق
- مراقبة نمو الشقوق النشطة
- سلامة أوعية الضغط
- فحص اللحام
- مراقبة الصحة الهيكلية
حالة التروس والوصلات
- جودة ملامسة الأسنان
- كفاية التزييت
- تقدم التآكل
- تدهور عنصر الاقتران
المعدات منخفضة السرعة
- حيث يكون تحليل الاهتزاز التقليدي ضعيفًا (< 100 دورة في الدقيقة)
- AE لا يعتمد على السرعة
- فعالة في أي سرعة بما في ذلك الصفر
المزايا
حساسية عالية
- يكتشف الضرر على المستوى المجهري
- تحذير سابق عن الاهتزاز
- حساسة لعمليات الضرر النشطة
تحديد موقع المصدر
- يمكن لأجهزة استشعار متعددة تحديد مصدر AE
- يحدد المكون المتدهور
- مفيد في التجمعات المعقدة
استقلال السرعة
- يعمل بأي سرعة بما في ذلك السرعة الثابتة
- اختبار أوعية الضغط (بدون دوران)
- محامل منخفضة السرعة للغاية
القيود
تعقيد
- المعدات المتخصصة والخبرة المطلوبة
- تفسير الإشارات المعقدة
- تداخل الضوضاء الخلفية
- ليس مجرد عتبة بسيطة مثل الاهتزاز
اختراق محدود
- تتضاءل الموجات عالية التردد بسرعة
- يجب أن تكون المستشعرات قريبة نسبيًا من المصدر
- قد تحتاج الهياكل الكبيرة إلى العديد من أجهزة الاستشعار
الحساسية البيئية
- يمكن أن تتداخل الضوضاء الكهربائية
- التأثيرات الميكانيكية تخلق إشارات خاطئة
- يتطلب بيئة هادئة
التكامل مع تحليل الاهتزاز
التقنيات التكميلية
- AE للكشف المبكر عن الأضرار المجهرية
- الاهتزاز للحالة الميكانيكية العيانية
- معًا نقدم صورة كاملة
تأكيد
- يشير AE إلى الضرر النشط
- يؤكد الاهتزاز شدة المشكلة ويحدد الخطأ المحدد
- الثقة المشتركة أعلى من الثقة بمفردها
يوفر الانبعاث الصوتي قدرات إنذار مبكر فريدة من نوعها من خلال الكشف عن موجات الضغط فوق الصوتية الناتجة عن تلف المواد وعمليات التشوه. ورغم أن اختبار الانبعاث الصوتي يتطلب معدات وخبرات متخصصة، فإنه يُكمل تحليل الاهتزازات التقليدي من خلال تحديد الضرر النشط على المستويات المجهرية قبل حدوث تغيرات الاهتزاز العيانية، مما يُتيح التدخل المبكر للمكونات الحساسة للشقوق والمعدات بطيئة السرعة.