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第226期基于聲發(fā)射感知的服役設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

2025-3-3 16:50

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【52監(jiān)測(cè)網(wǎng)訊】第226期基于聲發(fā)射感知的服役設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

52監(jiān)測(cè)網(wǎng)專家報(bào)告分享-第226期

《基于聲發(fā)射感知的服役設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)》

北京云鍍科技發(fā)展有限公司顏秉鑫

一、聲發(fā)射技術(shù)介紹

二、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成

三、狀態(tài)評(píng)估方法及流程

四、健康監(jiān)測(cè)典型應(yīng)用案例

五、面向工業(yè)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)集成化高頻傳感器

內(nèi)容介紹

一、聲發(fā)射技術(shù)介紹

?定義

材料中局域源快速釋放能量，而產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射（AE）。大多數(shù)材料變形和斷裂時(shí)，有聲發(fā)射發(fā)生，通過AE信號(hào)分析和處理可評(píng)估材料或構(gòu)件的缺陷與損傷等內(nèi)部特征。

?檢測(cè)原理

聲發(fā)射源彈性波到達(dá)材料的表面，引起表面位移，探測(cè)器將材料的機(jī)械中彈性波轉(zhuǎn)化電信號(hào)，再被放大、采集和記錄，根據(jù)觀察到的聲發(fā)射信號(hào)，進(jìn)行分析、判斷聲發(fā)射源的位置。

?應(yīng)用發(fā)展

聲發(fā)射技術(shù)特性為工業(yè)裝備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與健康管理提供了可能。

?技術(shù)特點(diǎn)

?優(yōu)勢(shì)

針對(duì)噪聲干擾問題，本團(tuán)隊(duì)在各個(gè)工程領(lǐng)域積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，能夠設(shè)計(jì)適合不同工況的感知結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)感知去噪，并利用提出高頻相位解調(diào)等先進(jìn)的信號(hào)處理算法，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷特征的有效提取。

二、聲發(fā)射系統(tǒng)組成

?基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)解決方案

三、狀態(tài)評(píng)估方法及流程

?基于撞擊的特征參數(shù)分析方法：與其他傳統(tǒng)檢測(cè)手段的不同

故障聲發(fā)射信號(hào)一般為突發(fā)型。如果聲發(fā)射事件信號(hào)是斷續(xù)的，且在時(shí)間上可以分開，那么這種信號(hào)就稱為突發(fā)型聲發(fā)射信號(hào)，如下圖所示。

四、健康監(jiān)測(cè)典型應(yīng)用案例

?軌道交通領(lǐng)域

? 傳動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)

CRRC高速列車PHM系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目

本項(xiàng)目對(duì)高速列車各關(guān)鍵部件進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵故障預(yù)測(cè)與健康管理，保證列車運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性。

結(jié)論：聲發(fā)射技術(shù)為線路運(yùn)行列車的安全性和維修經(jīng)濟(jì)性提供了技術(shù)保證，現(xiàn)實(shí)了高速列車的PHM目標(biāo)。

? CR450動(dòng)車組TP06鈦合金架構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)

? 結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)

聲發(fā)射構(gòu)件疲勞裂紋檢測(cè)項(xiàng)目

項(xiàng)目利用聲發(fā)射技術(shù)對(duì)車軸、轉(zhuǎn)向架構(gòu)件、車體等進(jìn)行疲勞加載測(cè)試，獲取裂紋聲發(fā)射信號(hào)

結(jié)論：聲發(fā)射技術(shù)可以追蹤裂紋萌生時(shí)間、裂紋隨時(shí)間擴(kuò)展的變化歷程，分析結(jié)果與實(shí)際裂紋情況基本一致。

?風(fēng)電行業(yè)

? 主軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)

國(guó)內(nèi)某風(fēng)電集團(tuán)風(fēng)機(jī)主軸承在線監(jiān)測(cè)

? 葉片裂紋監(jiān)測(cè)

某風(fēng)電集團(tuán)風(fēng)機(jī)葉片靜載試驗(yàn)

某風(fēng)電集團(tuán)風(fēng)機(jī)葉片實(shí)地?fù)p傷監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)

? 變槳軸承監(jiān)測(cè)

國(guó)內(nèi)某風(fēng)電集團(tuán)風(fēng)機(jī)變槳軸承在線監(jiān)測(cè)

? 風(fēng)場(chǎng)效果

聲發(fā)射監(jiān)測(cè)技術(shù)不僅可以完成傳動(dòng)鏈系統(tǒng)中的主軸、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等的故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)，還可以對(duì)連接螺栓葉片、塔筒、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因?yàn)橹灰怯谢钚該p傷，就會(huì)有聲發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生，所以聲發(fā)射技術(shù)可以提供整個(gè)系統(tǒng)部件的監(jiān)測(cè)，一種技術(shù)可以解決多個(gè)問題，便于管理和運(yùn)維。