3.2.11.Интегральный метод свободных колебаний.
Использование этого метода предполагает анализ изменения спектра затухающих акустических колебаний (мод) при наличии в теле фарфорового изолятора дефекта (трещины, полости, пористости). Спектр свободных затухающих колебаний зависит следующих параметров:
1.Конфигурации (формы) изделия;
2.Геометрических размеров изделия (длины, высоты, ширины);
3.Материала, из которого сделано изделие;
4.Наличия в нем внутренних дефектов (трещины, полости, наличие пор, посторонние включения).
Любое изменение любого из перечисленных параметров приводит к изменению спектра затухающих акустических колебаний (акустических мод). Другими словами, в двух совершенно одинаковых внешне изделиях спектры затухающих акустических колебаний могут сильно отличаться друг от друга, если одно из изделий имеет внутренний дефект. При наличии соответствующей аппаратуры (приборного оснащения) эти изменения могут быть зафиксированы и расшифрованы, т.е. определенные типы изменений спектра затухающих акустических колебаний в диагностируемом изделии могут быть сопоставлены определенным типам дефектов, имеющихся в этом изделии.
В лазерном акустическом компьютеризированном комплексе используется высокочувствительный бесконтактный лазерный преобразователь, не оказывающий никакого влияния на режим затухающих свободных колебаний в ОСИ и позволяющий осуществить бесконтактный съем акустической информации и обеспечивающий максимальную ее достоверность.
Рисунок 3.8. – Лазерный преобразователь и устройство возбуждения размещаются оператором на конструктиве разъединителя.
С помощью специальных узлов крепления лазерный преобразователь и устройство возбуждения размещаются оператором на конструктиве разъединителя.
После установки и первичной настройки работа комплекса происходит в автоматическом режиме под управлением компьютера и не требует участия оператора. По команде компьютера устройство возбуждения генерирует в диагностируемом ОСИ затухающие акустические колебания, которые регистрируются лазерным преобразователем и преобразовываются в электрический сигнал, поступающий на аналого-цифровой преобразователь и далее - в компьютер. В процессе съема информации комплекс работает в режиме непрерывной самодиагностики и в случае влияния на процесс измерений внешних мешающих воздействий (например, вибрации от проходящего рядом с тяговой подстанцией товарного состава) компьютер выдает сообщение о необходимости повторить измерение.
Рисунок 3.9. – Анализ полученной информации на компьютере.
В компьютере осуществляется многокритериальный анализ полученной информации, позволяющий повысить достоверность определения целостности ОСИ. По одному из критериев вычисляется спектр полученного сигнала. Спектр анализируется и сравнивается со статистическими полями допусков данных для конкретного типоразмера изолятора. При использовании другого критерия принятие решения о целостности изолятора осуществляется на основе корелляционного и вейвлет-анализа для заданной вероятности определения дефектности. В этом случае анализ ведется на основе математической модели данного типа изолятора и не требует набора обширной базы данных. . На основании проведенного анализа компьютер без участия оператора делает вывод о наличии или отсутствии дефектов в данном конкретном экземпляре изолятора. Особенности применяемого математического аппарата позволили исключить влияние различия качества фарфора разных заводов на достоверность измерений.
Комплекс с высокой степенью вероятности позволяет выявлять наличия в ОСИ внутренних дефектов, в том числе невидимые трещины в фарфоре изолятора, расположенные ниже верхней кромки нижнего фланца изолятора.
Для работы с комплексом не требуется наличие у оператора специального образования.
В состав комплекса входит:
Лазерный преобразователь с устройством крепления на конструктиве разъединителя.
Электромагнитное устройство возбуждения затухающих акустических колебаний в ОСИ.
Блок управления и питания лазерным преобразователем и электромагнитным устройством возбуждения акустических колебаний с комплектом кабелей.
Портативный компьютер (“ноутбук”) с пакетом лицензионных прикладных программ.
Весь комплект аппаратуры рассчитан на работу от автономных источников питания в качестве которых используются высокоэнергетические никель-металлгидридные аккумуляторы. Зарядное устройство входит в комплект.