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8通道PCIE声波、声发射一体化测试系统
作者:管理员  来源:实验中心  发布日期:2021-08-17  关键词:声发射  声波测试

8通道声发射系统的主机是Micro II Express,它含有结实紧密的工业机箱,内含高性能的CPU(四核3.1G),高容量的内存(8G内存),大容量硬盘(1T), 4-6个USB 接口, 4通道外参数接口和声发射信号指示灯。可以插两张PCI Express总线的采集卡,带32通道指示灯。既可以和显示器、键盘、鼠标连接使用,又可以通过网线用笔记本电脑来控制。目前声发射技术作为一种成熟的无损检测方法,已被广泛应用于许多领域(Corrosion & Erosion,Cracking,Fatigue,Faults,Flaws,Leaks)。

主管教师:张盛

设备型号:Mistras Micro-II Express。

主要功能:

本系统适用于室内岩石力学试验领域,系统可用于单轴及三轴岩石压缩实验的声发射监测与定位(三轴声发射测定需要封在高压夹具里,三轴试验机配备专门线槽),可以成为评价岩体损伤破裂趋势及状态的重要工具。同时能够监测岩石破裂过程中的纵波、横波波速变化趋势,由此计算岩石动态弹性模量与泊松比等力学性能参数。具体包括以下方面:

(1)单轴压缩试验:声发射系统可以监测圆柱形试样、立方体试样内部损伤演化过程,通过记录事件发生的位置对破坏区域进行推演。

(2)假三轴压缩试验:采用高耐压声发射压头,监测不同围压情况下加载过程中试样内部损伤情况以及能量变化。

(3)断裂试验:利用声发射系统对预制裂纹尖端局部区域进行监测,通过数据分析裂纹的扩展、能量的释放、断裂过程区的发育。

(4)劈裂、剪切试验:记录试样的滑移过程和劈裂破坏过程中的声发射现象,分析破坏面的损伤演化过程。

主要技术参数:

(1)专用主机∶2台。

①一台主机为系统控制主机,另一台为采集主机,主要用于存储数据。

②系统具有如下三种运行模式∶独立运行(无须连接外部计算机);高速以太网远程控制运行;无线 WIFI 网络控制运行。

③每一通道都有独立的硬件声光报警显示。

④在岩样压力测试的过程中对试件采用主动发射与接收纵波与横波的方式来获得纵波与横波在不同压力下的速度,并由此计算弹性模量与泊松比;监测岩石破裂过程中的纵波、横波波速变化趋势。

⑤必须能够在信号采集过程中实时提取特征参数并显示三维定位结果。

⑥系统的波形采集有三种软件可选的不同的采集模式,即声发射模式(每一通道的波形可独立采集)、示波器模式(所有通道的波形同步触发采集)和波形流模式(连续波形,波形流长度不受时间限制,只受硬盘容量限制)。

(2)处理通道∶8个。

①为保证系统具有最佳性能,处理卡采用工业标准的高速512MB/S总线结构。

②每个处理卡为8个通道,带宽为 1kHz~1MHz。

③每个通道都提供硬件模拟滤波器,在数字化前通过集成的模拟滤波器以达到抗频混的效果。每个通道都有由软件控制硬件实现的多个频率滤波段。此滤波块为硬件模拟滤波块,通过软件控制选择滤波频带。同时具有特征参数提取,瞬态波形采集和波形流采集功能。如设置 2MHz 采样率,所有通道的波形可连续存储15小时以上,保证期间不丢失一点数据。

④A/D分辨率∶不少于16 位。

⑤系统信号输入电压±10V。

⑥每一通道均都有自动传感器测试标定功能,既可发射也可接收标定信号。每一通道的传感器自动标定同时具有检测如下声发射特征的功能,即幅度、能量、振铃计数、持续时间。

⑦系统最大数字化采样率∶ 每秒10M采样点。

⑧硬件滤波器每个通道具有 4个高通和 3个低通模拟滤波器。数字滤波有 500种可供选择。

⑨声发射仪器具有较强的抗干扰能力,能够屏蔽试验机产生的电磁干扰和机械干扰。

(3)波形通道∶ 8个。

①瞬态波形通道∶每一通道均需有独立的波形采集模块,并可独立设置采集速率、采样长度与滤波频率范围。

②系统的波形采集都有两种软件可选的不同的采集模式,即声发射模式(每一通道的波形可独立采集)与示波器模式(所有通道的波形同步触发采集)。

(4)软件∶1套。

①软件为中文 WINDOWS XP/7环境下实时声发射采集/分析一体化软件,包括参数和波形采集、外参量输入采集。实时波形、参数表、声发射参数及波形特征参数的多参数分析、相关分析、3-D图解分析、线图、点图、直方图、统计图等。

②除了能够提取基本的声发射特征参量外,系统软件还有以下参数的实时提取和分析功能∶峰值计数、平均频率、回荡频率、初始频率、绝对频率、频域质心、局部功率谱能量。

③具有峰值定义时间(PDT)、撞击定义时间(HDT)及撞击闭锁时间(HLT)设置的功能。

④定位软件包括区域定位,线定位,面定位,三维定位功能,可以实现多点同时定位。对矩形体、圆柱体、半圆盘试件、巴西劈裂圆盘等异性试件进行定位。各种定位方式可自动布置传感器。

⑤声发射软件能够将采集到原始数据转化为txt文本文件,以方便其他程序分析。

(5)探头及放大器

①谐振频率为300kHz纵波传感器20个。频率范围为150kHz~400kHz。 探头尺寸∶直径*高度不大于 8*8毫米。

②谐振频率为375kHz 的横波传感器6个。

③放大器∶ 具有 20dB、40dB、60dB三档可调的前置放大器,并具有传感器自动测试功能,8个。

④带有横波和纵波传感器的加载压头,可实现测试直径50mm和直径 100mm岩样轴向加载时,轴向横波和纵波速度测试的功能,压头的安全受载强度大于100MPa以上。

(6)超声信号发射装置∶1套

①在岩石加载过程中可以测试岩石的轴向波速。

②频率范围200HZ-700kHz。

③信噪比∶大于60db。

④低压输出通道∶至少有一个,输出电压在正负10V之内。

⑤高压输出通道∶至少有四个,输出电压在正负150V之内。

(7)外参数∶4个通道。

①外参数输入集成于处理卡上,能够与采集时钟同步,并同时具有撞击驱动与时间驱动的功能。

②外参数采集的数据必须能直接转换与显示为工程与物理单位。

③系统有外参数循环加载疲劳计数及电压时间门功能。

MICRO-II主机



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*文章于2021-09-22 12:10:01 第5次编辑


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