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发展方向

声发射的发展方向

发布日期:2016-09-18 14:09    浏览次数:

未来声发射技术的发展将向高带宽、远程网络化、密集化、专用化这四个方向发展。
1、企业级高传输带宽的声发射检测系统
    企业级高传输带宽的声发射检测系统,采用目前传输带宽最高的PCIE总线,在厂区内所有需要做声发射监控的测点,布置相应的传感器及声发射检测仪主机,采集数据通过预先布置的网线,传送到中控室,与其他生产过程监控的参数一同处理,通过预先设置的报警限,在发射异常时,系统自动启动报警并控制相应的处理设备启动。
2、声发射全天候实时远程监测系统
   远程声发射监控系统,设计架构是利用远程电脑直接与声发射采集仪主机通讯,使声发射检测及监控,不再受场地条件与距离的限制。
3、密集型多通道声发射系统
    随着结构的大型化和复杂化,譬如大型钢结构、高容积的储罐、大型的战斗机等等,对声发射检测系统的通道数的需求也日益增加。虽然部分设备可以实现多台仪器并行使用,但是由于每台仪器使用独立的时钟,因此同步的精度较低,不能满足精确定位对同步精度的要求。因此,需要开发单机多通道的仪器,譬如80通道或120通道甚至更多通道。
4、行业专用的声发射系统
    目前中国正处于经济转型阶段,一些高耗能高污染行业基本发展到了顶峰状态,与之相关的声发射检测可持续发展会受到一定影响,例如矿石能源,冶金相关行业等发展潜力将会受到制约。而对于目前仍在蓬勃发展的新兴行业,如清洁能源的风力发电,核电,如交通行业的高铁,路桥。高精度数控机床等大型加工设备等等。这些行业的特点是市场容量大,资金投入多,所以声发射检测应该针对这些新兴的行业开发专用的检测技术与检测仪器。 
    4.1    桥梁健康声发射监测系统
    近年来高速公路,城市快速路以及铁路建设飞速发展,建设中,高架桥、跨河桥的里程数呈几何级数增长,国内高速公路总里程突破10万公里,现有各类桥梁约五十万座,这些路桥的健康监测给声发射检测所带来无限的机会。近年来频发的桥梁垮塌事故,给路桥行业敲响了警钟。这些路桥往往是一个城市,一个国家的象征,她不仅承载着巨大的经济意义,更承载了巨大的政治意义及战略意义。其安全性不仅关乎经济发展,更关乎国家安全。
    小型桥梁定期检测,采用通用声发射检测技术是可行的,但对于大型的斜拉桥,其受力检测点的声发射仪器距离可放置监控电脑的位置非常远,这就需要专用的远程光纤声发射检测系统,每个声发射仪采集器可以使用太阳能电池供电,以满足长时间在线监测。这种方式适宜布置传感器后重复使用,以避免重复高空危险作业。这种情况同样适宜采用长期远程监控技术来监测桥梁的健康情况。甚至可以在桥梁建设的初期就将声发射传感器埋设在混凝土结构之中。 对于桥梁健康的监测来说,除了声发射技术,还可结合经典的振动检测技术和最新的微震监测技术,将三种监测手段结合起来,数据之间进行融合和相互验证,更能反应桥梁的真实健康状况。
    4.2    风力发电机声发射监测系统
    目前,中国有着世界第一的需维护风电装机量,根据到2020年我国风电装机容量要达到2亿千瓦的规划,多位业内人士估计,未来风电的运营维护的市场总量在千亿元级别。我国目前的矿石能源发电总量虽然处于负增长状态,但是2014年风力发电的装机容量与发电量同比增长都在20%以上。
    风力发电机在运行中的部件损坏率非常高,一般在一个风场会发现10%以上的风力发电机处于停运状态。而提前发现故障隐患,主动停机,提前更换,会减少因部件损坏带来的连带损失,减少运营成本。目前风力发电机的主要故障集中在主轴承损坏、主轴断裂,叶片断裂等。风力发电机距离监控站距离远、数量多,适宜采用长期远程监控技术来监测风电机的健康情况。对于每个风力发电机,单通道或2通道的声发射仪即刻满足对整个机组的检测要求,每个发电机处的声发射主机中需要内置网卡,通过五类双绞线可将声发射主机LAN口直接连接光端机LAN口,由光端机及光纤完成下一步到控制基站的远程连接。每个监控基站可检测多个监测点,可实时收到个监测点传来的波形数据与参数数据,在设备出现故障前期预警时,通知值班人员。
    4.3    刀具破损声发射监测系统
    传统的刀具破损检测一般使用电流检测和振动检测技术,当刀具破损后继续加工的话,主轴电机的电流会增加,刀和刀架的振动也会加大。但很多时候,刀具细微的破损并不能被探测到,因此将传统的检测方法作为辅助检测手段,以声发射技术为主,利用三种耦合方式(空气耦合非接触式、接触式、切削液耦合式)的声发射传感器来对刀具进行监测,结合电流传感器和振动传感器的信号,进行数据融合与相互验证,可能是最好的刀具破损监测的方案。

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