閥門(mén)檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)

閥門(mén)聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

   氣管道閥門(mén)內(nèi)漏檢測(cè)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和分析軟件兩部分組成，硬件由聲發(fā)射傳感器、放大器、數(shù)據(jù)采集器組成，在功能上完成閥門(mén)內(nèi)漏過(guò)程聲發(fā)射信號(hào)的采集、放大、傳輸作用；軟件部分負(fù)責(zé)對(duì)采集信號(hào)的分析與處理、確定閥門(mén)內(nèi)漏程度以及對(duì)分析結(jié)果的顯示、存儲(chǔ)與打印。聲發(fā)射檢測(cè)過(guò)程可分為信號(hào)輸入、數(shù)據(jù)分析及結(jié)果輸出三個(gè)階段。

聲發(fā)射傳感器不同于加速度傳感器，它在收到應(yīng)力波作用時(shí)通過(guò)壓電晶片自身的諧振變形將待檢測(cè)物體應(yīng)力波轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出。聲發(fā)射傳感器按照結(jié)構(gòu)可以劃分為接觸式和非接觸式兩種類(lèi)型，由于閥門(mén)內(nèi)漏過(guò)程噴流聲發(fā)射信號(hào)微弱并伴隨較強(qiáng)的環(huán)境噪聲，為了提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和性，本文采用ＳＲ４０Ｍ諧振發(fā)射傳感器，檢測(cè)頻率范圍：15～70KHZ；諧振頻率：40khz；靈敏度峰值不小于75DB。檢測(cè)過(guò)程中將傳感器接收面與待檢測(cè)物體表面之間用耦合劑耦合后外加磁性?shī)A具固定，以?xún)?nèi)漏源發(fā)出的聲發(fā)射信號(hào)以彈性波的形式通過(guò)閥壁和耦合劑層時(shí)在   小損失的情況下傳播到壓電晶片上。壓電晶片將彈性波轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出過(guò)程中，由于壓電晶片產(chǎn)生的電荷量很小并且具有很高的內(nèi)阻抗，因而為了輸出壓電晶片產(chǎn)生的微弱信號(hào)，需要在傳感器后端安裝輸入阻抗較高的前置放大器將檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大輸出，本文采用前置放大器增益為40DB；輸入阻抗大于50MΩ；輸出阻抗：50Ω；輸出電壓：0～10V。數(shù)據(jù)采集器同樣為聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分之一，它可以地將經(jīng)放大器放大后的模擬信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)傳輸位機(jī)進(jìn)行信號(hào)分析與處理。

本文采用   mcc公司的采集器，可進(jìn)行8路單端輸入和4路差分輸入，每秒   高可采一百萬(wàn)個(gè)樣點(diǎn)，13位A/D轉(zhuǎn)換，單端輸入范圍0～10v。

聲發(fā)射信號(hào)分析方法及軟件實(shí)現(xiàn)閥門(mén)內(nèi)漏過(guò)程聲發(fā)射信號(hào)本身具有不確定性、多樣性及環(huán)境干擾大等特點(diǎn)，使得聲發(fā)射特征信號(hào)處理與分析成為確定閥門(mén)內(nèi)漏檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度的難點(diǎn)和瓶頸，筆者結(jié)合閥門(mén)內(nèi)漏聲發(fā)射特點(diǎn)采用小波分析的方法對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行變時(shí)窗分析，即對(duì)信號(hào)中的低頻分量采用較寬的時(shí)窗，對(duì)高頻分量采用較窄的時(shí)窗分析，同時(shí)提取聲發(fā)射信號(hào)在不同頻率范圍內(nèi)的時(shí)域信號(hào)特征參數(shù)和頻域特征參數(shù)。具體分析過(guò)程為對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行4層小波分解，共分解成5個(gè)頻率帶，對(duì)每一個(gè)頻率帶內(nèi)的信號(hào)分別重構(gòu)回原始信號(hào)，在時(shí)域范圍內(nèi)提取均方根值；在頻率范圍內(nèi)提取頻譜峰值。將特征參數(shù)同內(nèi)漏率進(jìn)行對(duì)比分析，建立對(duì)應(yīng)關(guān)系模型。

在基于圖形化編程語(yǔ)言下相應(yīng)的聲發(fā)射信號(hào)檢測(cè)分析軟件，軟件包括數(shù)據(jù)采集模塊、時(shí)域分析模塊（時(shí)域圖形、均方根值）、頻域分析模塊（幅值譜圖、峰值）以及集成了對(duì)分析結(jié)果的顯示、存儲(chǔ)與打印功能。