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集中式声发射系统

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SAEU2S集中式多通道声发射检测仪主要性能特性

数据高通过率

声发射检测仪的信号数据处理速度瓶颈目前在于采集卡与电脑之间的通讯,SAEU2S声发射主机与电脑之间采用USB2.0接口上传数据时,由于声发射主机是独享USB数据通道的带宽,故实测最大通过率与理论通过率的480Mbps(约60MB/s)相差较小。这就避免了上一代产品与电脑的总线上多种设备共用带宽,导致实测速度与理论速度相差过大的问题。目前SAEU2S实测最大通过率达到30MB/s,实测撞击参数最大通过率达到40万条/s,可确保5MHz采样率16位精度2通道波形连续24小时不间断上传。
当声发射主机与电脑之间采用USB3.0接口上传数据时,由于USB3.0增加了一种被称为“超高速”(SS)的全新传输模式,理论可以实现625MB/s的数据传输速率,是理论USB2.0通讯模式(60MB/s)的十倍左右。实测最大波形通过率大于100MB/s,实测撞击参数最大通过率大于100万条/s,可确保5MHz采样率16位精度10通道波形连续24小时不间断上传。

硬件实时连续数字滤波

在采集卡上实现对波形实时连续数字滤波,并利用滤波重构后的波形在采集卡上生成声发射特征参数。数字滤波与采集卡现有的模拟滤波可联合使用,滤波阻带衰减可累加增强滤波效果。 数字滤波可任意设置频率窗口,任选带通、带阻、高通、低通等滤波方式,可所有通道同时启用。

硬件实时连续FFT分析

采集卡硬件对波形信号连续FFT分析,频域波形及功率谱参数均实时输出上传至电脑,可实时监视各通道频域波形,快速鉴别滤波效果。

超长波形采样长度

在16位精度下,波形采样长度最大可达128k采样点。当使用5M采样率时,单个采样长度可持续26毫秒。在某些多通道需要同时采集波形,而通过率不足,无法使用连续波形的情况下,这足以将多数超长事件的波形完整记录下来。

方便使用的架构设计

● 多主机可级联组成联合系统,每个主机也分别可单独使用,声发射仪主机与电脑分离,可随时更换更高性能的电脑来提高采集系统的整体性能
● 声发射检测仪主机与电脑的通讯可以采用标准高速USB接口直接连接,也可以采用100米长的延长USB接口,更可以使用WiFi,五类线、光纤等以太网连接,选用接入互联网的方式可实现声发射检测仪主机与电脑的远程连接
● 软件可在64位Win7及Win8操作系统下运行,可同时安装多台电脑使用,不限制用户数量,便于多人同时事后分析共同研究。

  • 技术指标
  • 滤波器性能
  • 信号带宽

● 数据通讯:声发射仪主机与计算机通讯可选择USB2.0接口,100米延长USB,WiFi,LAN,光纤,互联网等多种连接方式

● 主机联用:可自行设置每个机箱的主板编号,多主机可级联组成联合系统,每个主机也可单独使用
● 仪器架构:声发射仪主机与电脑分离,可相距100公里以上,可随时更换高性能电脑来提高系统的整体性能

● 采集卡控制:采集卡插入仪器专用集中主板,通过主板实现对各个卡的控制及时间同步

● 声发射信号处理:每个采集卡硬件具有AE特征参数实时提取功能,波形与参数可分别设置触发门限
● 参数通过率:实时连续声发射特征参数数据通过率大于40万组/秒(USB2.0)

● 硬件实时数字滤波器:0kHz-3MHz频率范围内任意数值设置直通、高通、低通、带通及带阻。每个通道连续信号经数字滤波后波形重构,重构后的波形产生声发射参数。
● 硬件实时FFT分析:采集卡硬件连续信号FFT频域波形及功率谱参数输出
● 波形采样长度:最大单个波形采样长度,每通道可同时达128k采样点

● 波形前/后采功能:触发前预采集长度可达128k采样点
● AE通道数:每个采集卡具有2个独立通道,检测仪最大可扩展至200通道

● 模拟外参通道:每块采集卡具有4个外参数输入通道,仪器可支持12个外参数输入通道
● 采样频率/采样精度:可选配40M18bit、20M18bit、10M16bit、5M16bit、3M16bit共5种型号,其中采样率可通过软件自行向下调整
● AE信号输入范围:±10V

● 信号调理器:每一通道板卡增益可设置0dB,-6dB,-9.5dB,对应信号输入电压范围为±10V,±5V,±3.3V
● 自动传感器测试:内置AST功能,能发射声发射信号用于测试
● 响应频率:1kHz-2.5MHz(±3dB带宽)
● 模拟滤波器:20kHz、100kHz、400kHz三个高通滤波器,100kHz、400kHz、 1200kHz三个低通滤波器,通过软件选择各种组合
● 主机噪声:﹤10dB(空载)
● 最大信号幅度:100dB(使用40dB 前放)
● 动态范围:90dB
● AE特征参数:过门限到达时间、峰值到达时间、幅度、振铃计数、持续时间、能量、上升计数、上升时间、有效值RMS、平均值ASL、12个外参、质心频率、峰值频率、5个局部功率谱
● 外参采样精度:12位/16位可选
● 外参采样率:每秒32K采样点
● 外参输入范围:±10V,可通过软件变换为信号源的物理单位
● 报警输出:主机以开关量方式输出报警控制信号
● 工作温度:-10℃~﹢45℃

实时数字滤波器


        有效提取有意义信号在很多应用场合是成功应用的关键。特别是有意义信号经常会淹没或混杂在各种频率幅度的噪声信号中。声发射采集卡硬件内置滤波器,对信号进行实时滤波后,再利用滤波后的波形生成参数,可以避免因噪声干扰不能生成正确参数或生成多余的错误参数。

        声发射采集卡硬件内置滤波器分为模拟滤波器与数字滤波器,模拟滤波一般都是几个固定频段供使用者选择。我公司产品在在采集卡上原有模拟滤波器的基础上,又增加了数字滤波器,可任意设置频率窗口,任选带通、带阻、高通、低通等滤波方式,可所有通道同时启用。与采集卡现有的模拟滤波可联合使用,滤波阻带衰减可累加增强滤波效果,实现对波形实时连续数字滤波,并利用滤波重构后的波形生成声发射特征参数。


        选购声发射仪的信号采集带宽前,首先应该明确应用的性质,如信号源的种类,信号传播的介质,传播距离,这些将对信号带宽产生直接影响。

        常见的声发射信号一般都在25KHz-750KHz,声发射主机带宽为1KHz-2.5MHz,前置放大器带宽为10KHz-2.5MHz,基本涵盖了所有声发射应用。所以针对不同的应用,需要选择的主要是声发射传感器。