Systém DAKEL-ZEDO^©

Analyzátor ZEDO DAKEL-ZEDO je moderní výkonný modulární systém pro měření akustické emise (AE). Může být využit v celém spektru aplikací této diagnostické metody jako např. detekci a lokalizaci vzniku a rozvoje vad materiálů, za podmínek mechanické, tepelné nebo korozní stimulace, monitorování eroze, koroze, rázů, netěsností, technologických procesů, atp.

Oblasti použití

Veškeré aplikace měření fyzikálních veličin a zpracování měřených dat na počítači. Systém byl navržen tak, aby bylo velmi jednoduše možné připojit k jednomu počítači až několik desítek na samotném počítači nezávislých měřících modulů a tak centrálně monitorovat stavy i velmi rozsáhlých objektů.
Měření a digitální zpracování signálů akustické emise (AE). Vyhodnocování AE se běžně používá v oblastech nedestruktivního testování materiálů a jiných diagnostických oborech.

Díky standardnímu komunikačnímu rozhraní (Ethernet) je možné jednoduše sestavovat plošně i objemově rozsáhlé aplikace s možností centrálního zpracování a archivace měřených dat.

Popis systému

Systém se skládá z měřicích kanálových jednotek ZEDO-AE, které jsou vkládány do rámů ZEDO-BOX. Tímto způsobem je možno zvolit velikost systému od 2 do stovek měřících kanálů a přizpůsobit ho náročnosti aplikace. Jednotlivé měřicí jednotky mohou být distribuovány po rozlehlé technologii. Velikost systému není fakticky omezena, ale jednotlivé boxy se dělí o komunikační kapacitu. Stačí je propojit jediným metalickým nebo optickým kabelem s řídícím počítačem, který může být umístěn ve vzdálenosti až 100 m, resp. několik kilometrů. Veškerá komunikační infrastruktura je založena na síti Ethernet, jejíž prvky jsou snadno dostupné a spolehlivé.
V případě požadavku na vzájemnou časovou synchronizaci jednotek umístěných v různých skříních ZEDO-BOX se tyto propojí synchronizačním metalickým kabelem. Časově synchronizované jednotky mohou být od sebe vzdáleny desítky až stovky metrů. Synchronizace všech jednotek v systému je zaručena s přesností nejvýše ±50 ns.
Velký důraz byl kladen na důsledné galvanické oddělení všech částí systému, které je u distribuovaného systému nezbytné. Zvolené komunikační rozhraní Ethernet zaručuje galvanicky oddělený přenos signálů. Také každý měřicí kanál systému je galvanicky izolován. To přináší úplné odstranění zemních smyček a snížení rušení, zvýšení bezpečnosti a zjednodušení propojení k pomocným systémům.

ZEDO-BOX

Přestože každá jednotka ZEDO je do značné míry autonomní, je u modulárních systémů výhodné agregovat některé funkce, jako např. napájení, komunikační rozhraní, pulzerový subsystém, atp. ZEDO-BOX tvoří základ analyzátoru akustické emise ZEDO. Jedná se o 19“ rack, který obsahuje sloty, do kterých lze modulárně vkládat jednotky ZEDO, které mají formát EURO karty o velikosti 100x160 mm. Jednotky jsou v ZEDO-BOX mechanicky fixovány a připojeny do sběrnice ZEDO-BUS. Každý slot má jednoznačný identifikátor odvozený od pozice v boxu, který získává vložená jednotka jako číslo slotu. Do jednoho ZEDO-BOX lze vložit až 15 jednotek ZEDO-AE a jednu jednotku ZEDO-P. V celém systému může být více jednotek ZEDO-BOX, které se vzájemně rozlišují jedinečným identifikátorem – číslem BOXu, který lze na každém boxu nastavit.
Kromě sběrnice obsahuje každý ZEDO-BOX napájecí zdroj, ethernet switch a ventilační jednotku. Napájecí zdroj je připojen standartním EURO konektorem na elektrickou sít 230V/50Hz. Do skříňky je vestavěn vhodný Gigabitový switch, který je interně propojen ke každému slotu. Druh switche se může lišit podle požadované datové propustnosti.

Jednotka ZEDO-AE

Jednotka ZEDO-AE je určena pro zpracování signálu akustické emise. Pro zpracování signálu AE jsou v každé jednotce k dispozici 2 zcela nezávislé kanály. Navíc každá jednotka ZEDO-AE obsahuje jeden pomocný kanál s napěťovým vstupem ±10 V nebo ±1 V, který je určený pro měření externí veličiny jako např. teplota, tlak, síla, atd. Všechny kanály jsou galvanicky oddělené.

Blokové schema ZEDO-AE
Na obrázku je blokové schema jednotky ZEDO-AE.

Jednotka ZEDO-AE je vyráběna ve formě karty velikosti 160 x 100 mm, která je určena pro vložení do ZEDO-BOXu. Na čelním panelu jsou dva BNC konektory pro AE kanály a jeden 3-pinový konektor pro kanál AUX. Dále je na čelním panelu umístěno 10 stavových LED.

Specifikace kanálu AE

Počet kanálů: 2 pro akustickou emisi
1 pro záznam pomocné veličiny

Zesílení vstupních zesilovačů pro AE: nastavitelné programem v rozsahu 0 dB až +80 dB

Systémový šum 8 µVpp, 2 µVrms (0 dB, 100-400 kHz filter, měřeno podle EN13477-2)

Napájení předzesilovače 12 V/820 Ω, 24 V/50 Ω, nebo bez napětí/10 kΩ programově nastavitelné

Vstupní rozsah 10 Vpp

Vzorkovací frekvence 10, 8, 5, 4, 2, 1 Ms/s, sw přepínatelná

Kmitočtový rozsah: 24 kHz až 2700 kHz

Digitální filtr HP 15 – 2500 kHz (16 přednastavených pro každou vzorkovací frekvenci, sw přepínatelný)

Digitální filtr LP 25 – 2500 kHz (16 přednasavených pro každou vzorkovací frekvenci, sw přepínatelný)

Vertikální rozlišení 16 bitů

Samplovací schopnost možno trvalý kontinuální záznam

Paměť 500 MB na kanál

Triggrovací režimy - prahový
- začátkem hitu (z libovolného ze 3 hit detektorů)
- od sousedního kanálu
- od libovolného kanálu
- automatický

Rozlišení času 1 ns

Časová synchonizace - mezi kanály desky: 1 ns
- mezi libovolnými kanály: ±50 ns

Vyhodnocované parametry spojité AE - RMS
- Průměrná hodnota usměrněného signálu
- Maximální hodnota
- Count na 16+2 prazích

Hit detektory 3 nezávislé

Softwarové vybavení

Intuitivní a snadno ovladatelný řídící software je určen pro platformu Windows Win64.

Software ZEDO

Základní subsystémy řídícího software jsou:

Komunikace protokolem ZCAP, příjem a potvrzování datových paketů
Správa tzv. mapy systému, datový obraz jednotek organizovaných do hierarchie box-board-unit
Správa datových zdrojů, které jsou vázány do mapy systému podle typů jednotek. Datové zdroje udržují v paměti nedávnou historii přijatých dat pro účely online zobrazování a také jsou zodpovědné za ukládání dat do souborů
Vizualizace dat v grafu – obecný systém umožňující zobrazit hodnoty z libovolné kombinace datových zdrojů v uživatelem definovaných grafech
Ovládací grafické prvky:
- Standardní prvky menu, nástrojová lišta, podpora zkratkových kláves apod.
- Vizualizace hierarchické mapy systému
- Seznam dostupných datových zdrojů
- Okno s vlastnostmi pro nastavení vybraných položek systémové mapy, datových zdrojů, nebo grafického zobrazení
- Filtry, Lokalizátor, ...
- Ruzné typy wizardů: např. měření útlumu, rychlosti šíření, ...
- Stejný způsob přistupu k živým i offline datům s možností přepínání

Analyzátor byl vyvinut s podporou MPO ČR, projekt FR-TI4/602