AMSY-5型声发射仪器的速度验证报告.pdf

AMSY-5型声发射仪器的速度验证报告赵玉岐中目矿n^学T《系m0083摘 要车z《*∞地描4，∞日验l^AlISy—h《＆性《美键词州sY 5镕&Ⅻ*自≈NⅡ道I概述本文章准确地描述丁如何验证AMSY 5速度性能下采概括r庄给定的条件_I环境下得到的速率Hit＆tsFig testsignaI5 0 0004 of49 chⅫtriggered在各种情况F．撞击数据和波形数据一样．在存贮之前按到选时间进{一了分类．因此可加快了分析的述度，而且确保分析结果与离线分析结果的致眭2速度测试的信号图1：来自函数发生器的方波．0 gVpp 80 u s 图2：囤1的方1度与ASI PP板莲接(50欧姆)删期712 5k}Iz)-91i ASIPp楹t接 *}95kHz的高№∞牧输m由于该测武不涉驶到戈r精度或特征电路解改方法方面的信息，冈此速度测试不需要精确的测试信号这种信号将以重现的方式产生脉冲．并H必须接近台理H易丁理解，可用一个简单的函数发生器产生的方波做为测试信号，图2中的上部曲线显示的是被连接到ASIPP板(声发射信号前处理器板)上面的BNC接口时的方波信号方波幅度被削减50％，原因是函数发生器的输出和声发射信号前处理器的输入都有50欧姆的阻抗。

在图2中的上部曲线中的附加波峰产生于95KHz的高通滤波器，下部曲线显示了ASIPP内部的95KHz的高通滤波输出信号可以看到方波信号的每一次转换，会产生一系列的衰减的正玄波，转换一次产生两个撞击，因此撞击频率为方波数量的2倍^MSY5 ^DoT eet■” lelps]． Channe 2箸如翥1E0 l著 1器 l ^ I 、i o 、 ／、 I 、 J ’耋 卸 √ 、， Vl， ．f V呈删I l，：器 』-250盏-40C0 1 0 2 0 3 rt ● D 5 0 E n 7 D 8 0 g 0 1l D 1 0 1： m 1： 幻 1一 岫 小 m 1I 泊 1： r0 1I 玎 1 玎 2 玎图3：方波的负转换(第一撞击)和正转换(第二撞击)输入到AsIPP板的输入中图3显示了AE系统的瞬态记录仪记录的一个方波的两个人工撞击，图4显示了这些人工撞击有一定的持续时间如果两个撞击间的过门槛间隔短于使用的重整时间，那么AE通道将把这两个撞击看作为一个撞击因此，进行适当的设置，如门槛、试验信号的幅度、时间参数(持续鉴别时间和重整时间)，对于试验是非常重要的一图4：与图3信号的相同，看较低水平的过门槛本例所示，在一个AE通道里处理的频率超过5000—8000个撞击／秒没有真正的意义，每秒处理几万个撞击的高速特性才有意义。

当测试大的金属构件或测试复合材料时，需要许多的AE通道同时处理高发射率数据每个波形有2048个采样，其数据量是AE特征参撞击的128倍，因此波形数据存贮要求有较高的传输速度3如何发现AMSY-5的速度饱和至少有一个AE通道的缓冲器达到“半满”，AMSY一5前面板的“Long”LED将指示灯闪亮出现该指示时，可编程的持续鉴别时间设置为100毫秒(称为长持续模式)，此时通道处理的最大10个撞击／秒，因此缓冲器能够读取，不会产生溢出这些撞击被标出并通过滤波曲线显示在频率与时间图上(见图5的2D4)一73—当ASYC(为K～ISY一5系统的控制扳．是^E系统与Pc机的PCI通讯扳)的输出缓冲器达到半满时．前而扳的LED将显示“Full”(加“Long”)当PC机处理不了AMSY一5产生的AE数据量时．就会发生该情况，Pc机El于分析数据太多将速度减慢注意显示“F山1”不反应瞬态记录，这些记录可以在前控制扳没有显示的情况下，达到饱和我口J将在后面的图形中清楚地看到该现象)，在以下描述的测试期问．“Full”指示将不出现4 AMSY-5的设备标定和设置率立舯显示的试验结果，已经在使用中{旱茔lJ验证：1)AI《sY 5系列(m6)有4和49个AE通道．阈值40dB、重桀时间51 2 u s、持续鉴别时间50“s、波形TR页长2048采样(4KB)，预触发100个采样、TR采样速度lOtnlz。

2)PC机有AMSY 5一ASYC控制器内置，500idHz英特尔舞II中央处理器．128MB SDRAM．(133}．'Hy前侧总线)，20GB硬_虢(ATAl00)MS Wi ndows2000专业撵作系统．A帖卜5软件．无分析(分析在其他文什中可咀获得)3)曲数发生器，(Agilent33t20A)打波输出．500mY．把^E信号并行输人^E通道5 4通道系统、波形关闭104 』 删50E，“j篓：I {罄103 懋5甓翟…4蓬j_=]一I914E5 =_升—L|：垂封二 7[～1 ；堡5{ ／：5“n”mIs]意留4”””矗∞磊焉；：……一 2¨DTⅨ2MIll㈣50w㈣I№mm㈨固5：以10000hits／s的频率，4通道(=400ohfts／s)在∞秒内，总数据超过2百万个撞击圈5中有(可视AE屏幕)4个图象，可以通过291到204米确定看每一圈的左下角)2DI每个牲状表示每秒(卜50)的撞击次数(币同时斯)21)2每个柱状表示每通道(卜4)的撞击次数2D3黄线表示在数据文忭着存{i占的撞击总数(累计)在50秒．乖直值是20E5对应的值是2E6或2百万．意思是50秒有2百万个撞击，辞r每秒4万个撞击。

204在该闰上没有线表示出有^E通道的缓冲器存半满的情况，如图所示，NdSY一5系统为每秒可采集3万撞击，在它能够达到4万个撞击／秒的采集速度6 4通道系统、记录波形如前所谜．方波信号升行辅入4十通道，函数发生器殴为800z每通道产生160hi LS／'S在圈6中，所有的黄线和托用红线和枉重写，如圈中标注一样，红线和牲显示撞击数TRA)0．这个过滤器选择全波形脉冲存储(采样率为2048)，每通道160波彤乘以4通道，每秒供给出总数6411被形以2048采样／页．每个采样2位，即以640*4096=2621440忙／秒或2 6MB／秒速度传输．心sY 5的传输进度设定山2 5MB／S+如图6所示的实际的数值1㈣ 岫 嘲 啦 m'Ⅲ．I ㈣ 嘲 ㈣ l {m6c∞‘101 2∞O}寸=-≯4}2甜Z‘一 [ ，——二_．—__———LL：i眵z：]_H3 4 5 8 7 e 9 1)2D3 TmIq c01““) 盯J野“9协”，No F¨*，TRAI，0 “目”Ⅻ㈣26MB：s……toEm图6+2 5MB／s的波形传输速度证明7 4通道系统、速度饱和一个4kHz方波．产生8000次／秒撞击．平行输^4个通道．测试的目的就妊显示进度饱带i时的系统性能。

图7表示AMsY 6魁怎样分别处理AE和波形TR数据的，舡特征数据优先我”J看到在21 5秒得到了65万次撞击即连续速率为30200hits／s因为8000*4的满的撞击翠为32000hlts／s／秒．在TR存贮处于采集状态F不能管理图2D4表示长持续模式的发生情况．(DTOS=I滤波)，更多的有戋饱和性能信息在上一章节怍了介鲆f2DI表示AMSY一5的TR缓冲器每通道的性能红柱)与2048采样／页．与4通道缓冲器的容最与下16000波形，秒或大约32MB／s母个通道8MB戚4M采样)8000波形(2DI中第一样8000波形在0 5秒山获得(如凹2D3)．相当每秒32000触茇为什么只有16000波形／秒?母一个存贮波形包含2048个采样．以每秒lOM样本的建庾获得．每个波形的间隔是204 8 u s．触发器以每秒B000次速度输^，相对应的时间间隔是125 u s．每个波形持续长r 2次触发之间的时间．TR信号只能在每个第二次撞击后才能被触拉i主意当重整时间结柬时(没有超过J槛对r重整时问)．～个新的波形被触发在前一波形采集被完成(存贮采样编程号码)，新波形的预触发时间的数据已被采集。

比编程的预触炷时间更不需要死时间在两敞触发之间这就意味荐ASIPP板能1专递丰¨分配的数据远多丁现行的Pc技术所能处理的数据，这个事实使得删sY一4的所有者能把他们的ASIPP板放^一个AMsY 5帆箱．速度性能会提高5倍以上当Pc技术发展的时候．一个新的接口犄使ASI PP得到更多的席川成为可能矗m册唧 谁 ；刘 l；||]…÷{—并一 竺11 牛，1 i；}__—才科__一H，：壮i卜，叫1■／1 1一．】_丁㈧4；．‰i，甜““拍 ， 5 6 8．0{：：：1黛““6厂NoF LNer，’T…O DTO$；1，m1F*d…lMhm0 0∞……0…“Ⅻ㈣㈣r 21％…m㈣2㈧km㈣ds M¨‰”rwrm㈣m*)图7 4通道系统在速度饱和状态[RAT，DDT为50 u s8 49通道系统、波形关闭由丁通道数目多．数据处理量的增加，可以导致总体速度下降该部分证明这不是AMSY一5所必须的编写该文什的时候．49通道系统是当时最大的，田此说明书的该部分描述的是由49个^E通道的^惦Y一5的性能(在一个ASYC)一个375Hz方渡信号，每秒产生7∞敬撞击，被并行输凡所有的鹌个通道．远产生了75*49 36750hitS／s的速率，这些掩击被系统存贮r来，没有一个捕肃王火(见图8、表2DI、203)(204是空的)9 49通道系统、波形启动一个OHz方渡信号。

每秒产生12撞击／秽，被并行输^19个通道，产生588次／秒脉冲和波形触发幽9不显示黄杜，所有的撞-j记经产生了波形倒9的293酬表明在202秒刚间里-获得了1190000个波形，证实了088个波形／秒采集速度10 49通道系统，波形速度饱和田10再一敞显示了删sY 5中每个通道大TR缓冲器的优点．在20秒时删内，这些缓冲器在每通道以每秒100次触发的速率存贮波形数据Msy 5基于^E在高通道情况可以捕捉波形注意：在试验中．持续鉴别时间破设置为800u s．以∞p s桷啷、持续的TR速率将由每秒446波形／秽降低到约i00个波形／秒i鞘 ㈣I 删 嘲驯嘲嘲洲lz捌!：扯一乒—l} 篓}三等■=爿榉1 i眵刊 1嚣—三三}j斗_1_|：蝥}j j刊{爿罐‰，一≥T e c‰m…F*d…Ⅱ‘h帅0 0∞∞…口0 O∞∞㈣31础；誓彳 U2 i孝二叫} f* ' 劁《《《《《…《《…《……雌= ㈦U-篇i_少] ／／ } 1 1|{{：薹1 J ／ ‘i：i蒜三．{ ；』图10：太的TR缓冲器使得以波形^E成为可能．甚至大量的声发射通道1I 49通道系统，非平衡饱和一个4kHz方波，产生8000次撞击／秒，并行输入I一4通道．即系统产生了32000次／秒的撞击的输入。

如果5 49通道打丌的话，检直这些通j苣的数据有弛性．处理能最将被用完比5壹凹ll禅『幽7．通过45个附加通道，可以在所有的表现中发现有小的减少卅8 1％的系统通道(4／49)完成8()％的整体系统性能图7：4通道的总体表现是30 2Khits／s幽11：49个逋道的4个通道的粘体性能是23 9khits／s．23 9／30 2-3096)尽管这是非稳定的饱和，图11的2DI图中(红柱)表示，在0 5砂内还是聚集8000个波形(如图7所示)．这个确认波彤存贮(当缓冲器艘完全饱和)减少到大约100波形／秒即使卜4通道已经饱和．圈21)2显示每一通道获得相等的撞击和波形数量，这是可能的．因为每个AffSY一5的通道是被此独立的圈2D4显示系统进入“K模式”时．至少有一个通道的脉冲缓冲器进^’#满状态有关更多的信息，请阅凄后而的章节，12 49通道系统，波形前端滤波由于目前的技术仍拣把波形存储的速度砸制在儿甘波形／秒的水甲所以．基于的^E特性数据和波形数据的有效的前端滤波，对于以波形为荽础的数据分析是重要的图12证明，A,MSY一5连续并行存贮3000个撞击／秒和前端滤波600个波彤，秒的速。