Akoestische Emissie sensoren en voorversterkers

De belangrijkste factor bij uitvoering van akoestische emissie metingen is de selectie van de goede sensor. Physical Acoustics (onderdeel van de Mistras Group) ontwerpt en fabriceert sensoren met een zeer hoge signaal/ruis verhouding. De sensoren "luisteren" naar akoestische activiteit in materialen en objecten. Drukvaten, opslagtanks, warmtewisselaars, pijpleidingen, reactoren, laboratoria en kerncentrales zijn voorbeelden van plekken waar de sensoren gebruikt worden.

Physical Acoustics levert honderden types sensoren waarvan een groot aantal op oem basis dus door de klant gespecificeerd. Er zijn sensoren voor onderwater gebruik, sensoren voor hoge temperaturen, kleine sensoren, elke toepassing kent zijn eigen ontwerp. De keuze van een sensor hangt vaak af van de stoorsignalen die mogelijk tijdens de meting aanwezig zijn. Voor veel toepassingen is het te meten akoestische emissiesignaal redelijk breedbandig. Een sensor met een resonantie frequentie buiten het gebied van de stoorsignalen zorgt dan voor een optimale signaal / “ruis” verhouding. Als de sensor ver van de bron staat moet ook gelet worden op de demping van de golven in het materiaal; op grote afstanden blijft er minder signaal over bij hogere frequenties.

De meest toegepaste sensoren zijn de R15I en de WD. De R15I is een industriële sensor met resonantie frequentie van 150kHz en een ingebouwde voorversterker van 40dB. De WD is een breedbandige sensor die veel voor wetenschappelijke toepassingen wordt ingezet in combinatie met meestal een 2/4/6 voorversterker. De voorversterker zit relatief dicht bij de sensor en zorgt ervoor dat het zeer zwakke signaal van de sensor voldoende wordt versterkt zodat het over langere kabel lengtes kan worden doorgegeven. Er is een groot aantal verschillende voorversterkers leverbaar, verreweg het meest gebruikt is de 2/4/6 met instelbare versterking van 20dB of 40dB of 60dB. De voorversterker bevat een verwisselbaar filter dat moet passen bij de frequentieband van de sensor. Bij industriële sensoren is de voorversterker meestal ingebouwd.

AE Systemen en software

Physical Acoustics levert een aantal verschillende systemen voor verschillende toepassingen. De volgende systemen worden in de vorm van een industrieel chassis of in de vorm van een laptop/microsystem geleverd:

• Het PCI-2 systeem is vooral ontwikkeld voor gebruik door Universiteiten en R&D
Het is opgebouwd uit 2 kanaals borden met een bandbreedte van 1kHz tot 3Mhz,18bits 40MHz conversie en zeer lage ruis. Deze borden zijn zeer geavanceerd en meten naast alle gewone ae parameters ook complete waveforms. Daarnaast is wavestreaming mogelijk. De PCI-2 is uit te bouwen tot maximaal 8 kanalen.

• De Samos PCI-8 wordt vooral industrieel toegepast. Per board bevat het 8 kanalen zodat zeer grote systemen te bouwen zijn. De bandbreedte is voldoende voor 95% van de industriële toepassingen en gaat tot 400kHz. Het board meet alle gewone ae parameters en complete waveforms. De Samos PCI-8 valt op door de zeer goede kwaliteit / prijs verhouding.

• De Express-8 wordt zowel in laboratorium omgeving toegepast als er veel kanalen nodig zijn als in industriele toepassingen indien de hoogfrequente delen van het signaal van belang zijn. Per board bestaat het systeem uit 8 kanalen, waveforms zijn een optie. Elke kaart heeft zijn eigen Digital Signal Processor. Het systeem kan tot zeer veel kanalen worden uitgebouwd.

• AEwin is de data aquisitie en replay software voor deze systemen. AEwin is gebouwd op de specifieke vereisten voor het uitvoeren van akoestische emissie metingen en heeft zeer uitgebreide mogelijkheden, toegespitst op akoestische emissie.

• Naast deze grote systemen is er een klein 2 kanaals handapparaat leverbaar; de Pocket AE.
De Pocket AE is batterij gevoed, meet alle gewone ae parameters, waveforms en beschikt over een audio monitor. De data wordt op memory card vastgelegd. Het systeem is qua architectuur vergelijkbaar met een PDA en draait op Windows CE, de aquisitie en replay software is vergelijkbaar met die van de grote systemen en de data is compatible.

Veel informatie over deze systemen en software met downloads van specificaties treft U aan op www.physicalacoustics.com. Voor geavanceerde analyse van de data bieden we het programma Noesis, deze software is speciaal ontwikkeld voor patroonherkenning en neurale netwerken, meer informatie op www.mistrasgroup.gr