ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการปล่อยเสียง
คำจำกัดความ: การปล่อยเสียงคืออะไร?
การปล่อยเสียงอะคูสติก (AE) คือการเกิดคลื่นความเค้นยืดหยุ่นชั่วคราวในวัสดุที่กำลังเกิดการเสียรูป การขยายตัวของรอยแตกร้าว การเสียดสี หรือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคอื่นๆ ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ในการตรวจสอบสภาพเครื่องจักร การทดสอบ AE จะใช้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกที่มีความไวสูง (ช่วงความถี่ 100-1000 kHz) เพื่อตรวจจับคลื่นความเค้นความถี่สูงเหล่านี้ ซึ่งจะช่วยเตือนล่วงหน้าถึงกลไกความเสียหายที่เกิดขึ้น เช่น การเติบโตของรอยแตกร้าว แบริ่ง การแตกเป็นสะเก็ด, การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น, และกระบวนการเสียดสีที่ไม่สามารถตรวจจับได้ด้วยวิธีธรรมดา การสั่นสะเทือน การวิเคราะห์.
AE เป็นส่วนเสริมของการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน: ในขณะที่การสั่นสะเทือนตรวจจับการเคลื่อนไหวทางกล AE จะตรวจจับความเสียหายของวัสดุในระดับจุลภาค ซึ่งมักจะแจ้งเตือนล่วงหน้าถึงความล้มเหลวที่กำลังเกิดขึ้น AE มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ความเร็วต่ำ ถังแรงดัน และโครงสร้างที่การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนทำได้ยากหรือไม่สามารถวิเคราะห์ความเสียหายร้ายแรงได้.
แหล่งกำเนิดเสียง
เกี่ยวข้องกับรอยแตก
- การเจริญเติบโตของรอยแตก: การขยายตัวของรอยแตกร้าวแต่ละครั้งจะปลดปล่อยคลื่นความเครียด
- การเปิด/ปิดรอยแตก: การหายใจทำให้เกิดการแผ่รังสี
- ไมโครแคร็กกิ้ง: รอยแตกร้าวเล็กๆ ก่อนเกิดความเสียหายที่มองเห็นได้
- Sensitivity: ตรวจจับกิจกรรมรอยแตกร้าวเป็นเวลาหลายเดือนก่อนการเปลี่ยนแปลงการสั่นสะเทือน
ข้อบกพร่องของตลับลูกปืน
- เหตุการณ์การแตกออก (การหลุดลอกของวัสดุ)
- การแพร่กระจายของรอยแตกร้าวบนพื้นผิว
- การสัมผัสและแรงเสียดทาน
- การตรวจจับเร็วกว่าการวิเคราะห์ซองจดหมายในบางกรณี
แรงเสียดทานและการสึกหรอ
- การปล่อยมลพิษที่เกิดจากการสัมผัสแบบเลื่อน
- เหตุการณ์การสึกหรอของกาว
- การพังทลายของการหล่อลื่น
- การปล่อยมลพิษอย่างต่อเนื่องจากการสวมใส่ออกกำลังกาย
การเสียรูปของวัสดุ
- การเสียรูปพลาสติกภายใต้ภาระเกิน
- การแยกชั้นคอมโพสิต
- การแตกหักของเส้นใย
ระบบการวัด
เซ็นเซอร์ AE
- เซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริกแบบเรโซแนนซ์ (100-1000 kHz)
- ติดตั้งบนโครงสร้างด้วย couplant
- ความไวสูงต่อคลื่นความเครียดอัลตราโซนิก
- ความไวต่ำต่อการสั่นสะเทือนที่ได้ยิน (กรองออก)
การประมวลผลสัญญาณ
- พรีแอมป์: อัตราขยาย 40-60 dB ใกล้เซ็นเซอร์
- ตัวกรอง: แบนด์พาส 100-1000 kHz ขจัดการสั่นสะเทือนความถี่ต่ำ
- การตรวจจับ: การข้ามขีดจำกัด การนับจำนวนครั้ง การวัดพลังงาน
- การวิเคราะห์: พารามิเตอร์เหตุการณ์ (แอมพลิจูด, ระยะเวลา, พลังงาน, จำนวน)
พารามิเตอร์ที่สำคัญ
- จำนวนการเข้าชม: จำนวนเหตุการณ์การปล่อยมลพิษ
- พลังงานเหตุการณ์: พลังงานสัญญาณแบบบูรณาการ
- ระดับ RMS: กิจกรรมการปล่อยมลพิษอย่างต่อเนื่อง
- การกระจายแอมพลิจูด: สเปกตรัมความรุนแรงของเหตุการณ์
การประยุกต์ใช้ในเครื่องจักร
การตรวจสอบตลับลูกปืน
- การตรวจจับสปอลล์ในระยะเริ่มต้น (ก่อนเกิดอาการสั่นสะเทือน)
- การประเมินสภาพการหล่อลื่น
- การตรวจสอบแรงเสียดทานและการสึกหรอ
- เสริมการสั่นสะเทือนเพื่อการประเมินที่สมบูรณ์
การตรวจจับรอยแตก
- การตรวจสอบการเติบโตของรอยแตกร้าวแบบแอคทีฟ
- ความสมบูรณ์ของภาชนะรับแรงดัน
- การตรวจสอบรอยเชื่อม
- การตรวจติดตามสุขภาพโครงสร้าง
สภาพเกียร์และข้อต่อ
- คุณภาพการสัมผัสฟัน
- ความเพียงพอของการหล่อลื่น
- ความก้าวหน้าของการสวมใส่
- การเสื่อมสภาพขององค์ประกอบการเชื่อมต่อ
อุปกรณ์ความเร็วต่ำ
- ซึ่งการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนแบบเดิมอ่อนแอ (< 100 รอบต่อนาที)
- AE ไม่ขึ้นอยู่กับความเร็ว
- มีผลในทุกความเร็วรวมถึงศูนย์
ข้อดี
ความไวสูง
- ตรวจจับความเสียหายได้ในระดับจุลภาค
- เตือนเร็วกว่าการสั่นสะเทือน
- ไวต่อกระบวนการสร้างความเสียหายที่เกิดขึ้น
การระบุแหล่งที่มา
- เซ็นเซอร์หลายตัวสามารถระบุแหล่งที่มาของ AE ได้
- ระบุส่วนประกอบที่เสื่อมสภาพ
- มีประโยชน์ในการประกอบที่ซับซ้อน
อิสระแห่งความเร็ว
- ทำงานได้ในทุกความเร็วรวมทั้งแบบนิ่ง
- การทดสอบภาชนะแรงดัน (ไม่มีการหมุน)
- ตลับลูกปืนความเร็วต่ำมาก
ข้อจำกัด
ความซับซ้อน
- ต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะและความเชี่ยวชาญ
- การตีความสัญญาณที่ซับซ้อน
- การรบกวนสัญญาณรบกวนพื้นหลัง
- ไม่ใช่เกณฑ์ง่ายๆ เช่น การสั่นสะเทือน
การเจาะตลาดที่จำกัด
- คลื่นความถี่สูงจะลดทอนลงอย่างรวดเร็ว
- เซ็นเซอร์จะต้องอยู่ใกล้กับแหล่งกำเนิดค่อนข้างมาก
- โครงสร้างขนาดใหญ่จำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์จำนวนมาก
ความอ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อม
- สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าอาจรบกวนได้
- แรงกระแทกทางกลสร้างสัญญาณเท็จ
- ต้องการสภาพแวดล้อมที่เงียบสงบ
การบูรณาการกับการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน
เทคโนโลยีเสริม
- AE สำหรับการตรวจจับความเสียหายด้วยกล้องจุลทรรศน์ในระยะเริ่มต้น
- การสั่นสะเทือนสำหรับสภาวะเชิงกลในระดับมหภาค
- ร่วมกันให้ภาพที่สมบูรณ์
การยืนยัน
- AE บ่งชี้ความเสียหายที่เกิดขึ้น
- การสั่นสะเทือนยืนยันความรุนแรงและระบุความผิดปกติที่เฉพาะเจาะจง
- ความเชื่อมั่นรวมสูงกว่าแบบเดี่ยวๆ
การแผ่คลื่นเสียงให้ความสามารถในการเตือนภัยล่วงหน้าอันเป็นเอกลักษณ์ ด้วยการตรวจจับคลื่นความเค้นอัลตราโซนิกจากความเสียหายของวัสดุและกระบวนการเสียรูป แม้จะต้องใช้อุปกรณ์และความเชี่ยวชาญเฉพาะทาง แต่การทดสอบ AE จะช่วยเสริมการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนแบบเดิม โดยการระบุความเสียหายที่เกิดขึ้นจริงในระดับจุลภาคก่อนที่จะเกิดการเปลี่ยนแปลงการสั่นสะเทือนในระดับมหภาค ช่วยให้สามารถเข้าแทรกแซงได้เร็วที่สุดสำหรับส่วนประกอบที่ไวต่อรอยแตกร้าวและอุปกรณ์ที่มีความเร็วต่ำ.