RU2750635C1 - Способ прогнозирования критической неисправности движущегося узла по акустико-эмиссионным данным - Google Patents
Способ прогнозирования критической неисправности движущегося узла по акустико-эмиссионным данным Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750635C1 RU2750635C1 RU2020109999A RU2020109999A RU2750635C1 RU 2750635 C1 RU2750635 C1 RU 2750635C1 RU 2020109999 A RU2020109999 A RU 2020109999A RU 2020109999 A RU2020109999 A RU 2020109999A RU 2750635 C1 RU2750635 C1 RU 2750635C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acoustic
- signals
- acoustic signals
- sensors
- time
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: для прогнозирования критической неисправности движущегося узла по акустико-эмиссионным данным. Сущность изобретения заключается в том, что вблизи анализируемых узлов прикрепляют по меньшей мере два датчика, улавливающих сигналы акустической эмиссии, полученные в ходе штатной работы узлов акустические сигналы от датчиков сохраняют и считают эталонными, улавливают акустические сигналы от датчиков при последующей работе движущихся узлов, сравнивают полученные на предыдущей стадии акустические сигналы с эталонными сигналами, по разнице вида акустических сигналов, сравненных на предыдущей стадии, делают вывод об отклонении функционирования движущихся узлов от эталонного, при этом по времени приема сходных акустических сигналов от датчиков определяют местонахождение предполагаемого дефекта в узле, а по характеру акустического сигнала определяют тип предполагаемого дефекта, анализируют изменение во времени разницы акустических сигналов от эталонного, получая скорость изменений, и вычисляют время наступления критической неисправности узла и ее тип, вычисленное время сообщают эксплуатирующему движущиеся узлы, осуществляя профилактику образования дефектов, данные предыдущих этапов используют для прогнозирования состояния данных или аналогичных движущихся узлов в будущем времени. Технический результат: обеспечение возможности предсказывать наступление критических событий, связанных с внутренними неисправностями движущихся узлов.
Description
Изобретение относится к области техники, а более конкретно - к способу использования акустико-эмиссионного сбора данных в целях прогнозирования образования дефектов в движущихся узлах.
Настоящее изобретение может найти применение при создании, эксплуатации, управлении и мониторинге строительных и технологических конструкций различного назначения, включая конструкции, используемые в промышленности, энергетике, машиностроении, коммунальном хозяйстве и других отраслях.
В основу настоящего изобретения положена задача создания такого способа использования акустико-эмиссионного сбора данных в целях прогнозирования образования дефектов в движущихся узлах, который позволил бы предсказывать наступление критических событий, в первую очередь, связанных с внутренними неисправностями и сбоями, либо критическим ростом каких-либо значений показателей, описывающих движущиеся узлы, в первую очередь подшипники, и связанных с появлением сигналов акустической эмиссии от их внутренних дефектов.
Согласно ГОСТ 27655-88, Акустическая эмиссия (Эмиссия волн напряжений, Звуковая эмиссия, Ультразвуковая эмиссия, Акустическое излучение) - испускание объектом контроля (испытаний) акустических волн.
Наиболее близким к данному изобретению является патент RU 2371691 C1 СПОСОБ МОНИТОРИНГА МАШИН И СООРУЖЕНИЙ (2008.04.22), включающий измерение посредством, по крайней мере, одного датчика параметров вибрации объекта, определение и анализ значений параметров вибрации объекта мониторинга в месте установки датчика, отличающийся тем, что используют датчик, синфазно измеряющий три ортогональных проекции вектора ускорения, определяют вектор деформации объекта мониторинга в месте установки датчика, накапливают массив векторных величин деформации, отображают на мониторе, по крайней мере, для одной частоты вибрации годограф вектора деформации относительно системы координат, связанной с объектом мониторинга, и определяют наличие анизотропии в деформациях элемента объекта мониторинга в месте установки датчика.
Однако рассмотренный прототип имеет следующие существенные недостатки:
- не является универсальным для различных типов движущихся узлов;
- зависит от процессов вибрации и не учитывает появление акустической эмиссии при возникновении внутренних дефектов движущихся узлов;
- не позволяет классифицировать процессы наступления критических событий по интенсивности и характеру сигналов;
- не предназначен для прогнозирования наступления событий, связанных с образованием дефектов, в будущем времени.
Задачи изобретения решены и недостатки прототипа устранены в реализованном согласно настоящему изобретению способе использования акустико-эмиссионного сбора данных в целях прогнозирования образования дефектов в движущихся узлах, предусматривающий следующие стадии:
1) вблизи анализируемых узлов прикрепляют по меньшей мере два датчика, улавливающих сигналы акустической эмиссии;
2) полученные в ходе штатной работы узлов акустические сигналы от датчиков, сохраняют и считают эталонными;
3) улавливают акустические сигналы от датчиков при последующей работе движущихся узлов;
4) сравнивают полученные на предыдущей стадии акустические сигналы с эталонными сигналами;
5) по разнице вида акустических сигналов, сравненных на предыдущей стадии, делают вывод об отклонении функционирования движущихся узлов от эталонного, при этом по времени приема сходных акустических сигналов от датчиков определяют местонахождение предполагаемого дефекта в узле, а по характеру акустического сигнала определяют тип предполагаемого дефекта;
6) анализируют изменение во времени разницы акустических сигналов от эталонного, получая скорость изменений и вычисляют время наступления критической неисправности узла и ее тип;
7) вычисленное время сообщают эксплуатирующему движущиеся узлы, осуществляя профилактику образования дефектов;
8) данные предыдущих этапов используют для прогнозирования состояния данных или аналогичных движущихся узлов в будущем времени.
За счет реализации заявленного авторами способа достигаются следующие технические результаты:
- он является универсальным для различных типов движущихся узлов;
- не зависит от процессов вибрации и учитывает появление акустической эмиссии при возникновении внутренних дефектов движущихся узлов;
- позволяет классифицировать процессы наступления критических событий по интенсивности и характеру сигналов;
- предназначен для прогнозирования наступления событий, связанных с образованием дефектов, в будущем времени.
Настоящее изобретение будет раскрыто в нижеследующем описании мониторинга и предсказания состояния водонапорной башни, имеющей емкость для хранения воды и электромеханический турбинный насос для ее нагнетания в емкость.
На поверхности водонапорной башни прикрепляют по меньшей мере два датчика, улавливающих сигналы акустической эмиссии, получаемые от подшипников электромеханического турбинного насоса.
Полученные в ходе штатной работы узлов акустические сигналы от датчиков, сохраняют и считают эталонными.
Далее улавливают акустические сигналы от датчиков при последующей работе движущихся узлов - подшипников насоса.
Сравнивают полученные на предыдущей стадии акустические сигналы с эталонными сигналами.
По разнице вида акустических сигналов, сравненных на предыдущей стадии, делают вывод об отклонении функционирования движущихся узлов от эталонного, при этом по времени приема сходных акустических сигналов от датчиков определяют местонахождение предполагаемого дефекта в узле, а по характеру акустического сигнала определяют тип предполагаемого дефекта - в данном случае фиксируется сигнал акустической эмиссии, связанный с застреванием шариков в обойме шарикоподшипника и разрушением части шариков.
Анализируют изменение во времени разницы акустических сигналов от эталонного, получая скорость изменений и вычисляют время наступления критической неисправности узла и ее тип.
По разнице времени приема сходных акустических сигналов от датчиков определяют местонахождение дефекта, а по характеру акустического сигнала определяют тип дефекта;
Анализируют изменение во времени разницы акустических сигналов от эталонного, получая скорость изменений и вычисляют время наступления критической неисправности узла и ее тип.
Вычисленное время сообщают муниципальным службам водоснабжения, экспуатирующим водонапорную башню и насос, осуществляя профилактику образования дефектов.
Данные предыдущих этапов используют для прогнозирования состояния подшипников турбонасоса в будущем времени.
После чего прогнозируется время текущего ремонта и смена подшипников.
По сравнению со способами известными авторам, заявляемый способ обладает высокой универсальностью и гибкостью и позволяет достичь лучших результатов, является универсальным для различных типов движущихся узлов, не зависит от процессов вибрации и учитывает появление акустической эмиссии при возникновении внутренних дефектов движущихся узлов, позволяет классифицировать процессы наступления критических событий по интенсивности и характеру сигналов, удобен для прогнозирования наступления событий, связанных с образованием дефектов движущихся узлов, в будущем времени.
Литература
1. Математическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. И.М. Виноградов. 1977-1985.
2. М.Г. Сухарев Методы прогнозирования - Серия Прикладная математика в инженерном деле М: 2009.
3. ГОСТ 27655-88 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР. АКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ. Термины, определения и обозначения. - УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28.03.88 №787.
Claims (9)
- Способ прогнозирования критической неисправности движущегося узла по акустико-эмиссионным данным, предусматривающий следующие стадии:
- 1) вблизи анализируемых узлов прикрепляют по меньшей мере два датчика, улавливающих сигналы акустической эмиссии;
- 2) полученные в ходе штатной работы узлов акустические сигналы от датчиков сохраняют и считают эталонными;
- 3) улавливают акустические сигналы от датчиков при последующей работе движущихся узлов;
- 4) сравнивают полученные на предыдущей стадии акустические сигналы с эталонными сигналами;
- 5) по разнице вида акустических сигналов, сравненных на предыдущей стадии, делают вывод об отклонении функционирования движущихся узлов от эталонного, при этом по времени приема сходных акустических сигналов от датчиков определяют местонахождение предполагаемого дефекта в узле, а по характеру акустического сигнала определяют тип предполагаемого дефекта;
- 6) анализируют изменение во времени разницы акустических сигналов от эталонного, получая скорость изменений, и вычисляют время наступления критической неисправности узла и ее тип;
- 7) вычисленное время сообщают эксплуатирующему движущиеся узлы, осуществляя профилактику образования дефектов;
- 8) данные предыдущих этапов используют для прогнозирования состояния данных или аналогичных движущихся узлов в будущем времени.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020109999A RU2750635C1 (ru) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | Способ прогнозирования критической неисправности движущегося узла по акустико-эмиссионным данным |
| PCT/RU2020/000550 WO2021182993A1 (ru) | 2020-03-10 | 2020-10-19 | Способ прогнозирования образования дефектов в движущихся узлах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020109999A RU2750635C1 (ru) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | Способ прогнозирования критической неисправности движущегося узла по акустико-эмиссионным данным |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2750635C1 true RU2750635C1 (ru) | 2021-06-30 |
Family
ID=76820407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020109999A RU2750635C1 (ru) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | Способ прогнозирования критической неисправности движущегося узла по акустико-эмиссионным данным |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2750635C1 (ru) |
| WO (1) | WO2021182993A1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2371691C1 (ru) * | 2008-04-22 | 2009-10-27 | Анатолий Алексеевич Сперанский | Способ мониторинга машин и сооружений |
| US20110185814A1 (en) * | 2008-08-08 | 2011-08-04 | A.E.T. International S.R.L. | Method for non-destructive investigation of the bottom of metallic tank structures |
| RU2480742C1 (ru) * | 2011-10-10 | 2013-04-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" | Способ акустико-эмиссионного контроля |
| RU2011152257A (ru) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии" | Способ контроля деградации железобетонных опор контактной сети железной дороги |
| CN107271564A (zh) * | 2017-03-06 | 2017-10-20 | 北京航空航天大学 | 基于eaf和lap复合策略的桥式起重机箱式梁声发射检测装置及损伤检测方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1552043A1 (ru) * | 1987-12-21 | 1990-03-23 | Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта | Способ определени остаточного ресурса работы подшипникового узла |
| WO2006043511A1 (ja) * | 2004-10-18 | 2006-04-27 | Nsk Ltd. | 機械設備の異常診断システム |
| RU2391656C2 (ru) * | 2008-06-27 | 2010-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | Акустико-эмиссионный способ диагностирования колец подшипников буксового узла железнодорожного транспортного средства и устройство для его осуществления |
| CN104335024A (zh) * | 2012-04-24 | 2015-02-04 | Skf公司 | 轴承监控方法和系统 |
-
2020
- 2020-03-10 RU RU2020109999A patent/RU2750635C1/ru active
- 2020-10-19 WO PCT/RU2020/000550 patent/WO2021182993A1/ru active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2371691C1 (ru) * | 2008-04-22 | 2009-10-27 | Анатолий Алексеевич Сперанский | Способ мониторинга машин и сооружений |
| US20110185814A1 (en) * | 2008-08-08 | 2011-08-04 | A.E.T. International S.R.L. | Method for non-destructive investigation of the bottom of metallic tank structures |
| RU2480742C1 (ru) * | 2011-10-10 | 2013-04-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" | Способ акустико-эмиссионного контроля |
| RU2011152257A (ru) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии" | Способ контроля деградации железобетонных опор контактной сети железной дороги |
| CN107271564A (zh) * | 2017-03-06 | 2017-10-20 | 北京航空航天大学 | 基于eaf和lap复合策略的桥式起重机箱式梁声发射检测装置及损伤检测方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Shiotani, Tomoki; Luo, Xiu; Haya, Hiroshi, Damage diagnosis of railway concrete structures by means of one-dimensional AE sources, Journal of Acoustic Emission, January 1, 2006. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021182993A1 (ru) | 2021-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8265885B2 (en) | System and method for determining lifetime of wind turbine blade | |
| US20170052150A1 (en) | System and Method for Progressive Damage Monitoring and Failure Event Prediction in a Composite Structure | |
| Al-Obaidi et al. | A review of acoustic emission technique for machinery condition monitoring: defects detection & diagnostic | |
| US20100114502A1 (en) | System and method for article monitoring | |
| US10677765B2 (en) | Structural health monitoring of cyclically loaded structures | |
| RU2345324C1 (ru) | Способ исследования деформаций и напряжений | |
| US8483977B1 (en) | Method of laser vibration defect analysis | |
| RU2750635C1 (ru) | Способ прогнозирования критической неисправности движущегося узла по акустико-эмиссионным данным | |
| Kontoni et al. | Damage detection in reinforced concrete structures using advanced automatic systems: An overview | |
| RU2750532C1 (ru) | Способ непрерывного или периодического акустико-эмиссионного сбора данных в целях прогнозирования технического состояния объектов | |
| Boumahdi et al. | Analysis and prediction of defect size and remaining useful life of thrust ball bearings: modelling and experiment procedures | |
| Lim et al. | Improved blade fault diagnosis using discrete Blade Passing Energy Packet and rotor dynamics wavelet analysis | |
| RU2750534C1 (ru) | Способ использования акустико-эмиссионного сбора данных в целях мониторинга и прогнозирования состояния строительных и технологических конструкций | |
| RU2750634C1 (ru) | Способ использования акустико-эмиссионного сбора данных для комплексного технического мониторинга и прогнозирования состояния строительных и технологических конструкций | |
| Li et al. | A non-contact method for estimating the pre-tension of a rectangular membrane structure | |
| Wang et al. | Wind turbine blades fault detection using system identification-based transmissibility analysis | |
| KR101404027B1 (ko) | 3차원 포인트 위치추정 기술을 이용한 대형 구조물의 결함 위치 추정 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 | |
| CN106501360A (zh) | 基于自比较趋势分析和振动声学的瓷绝缘子缺陷检测装置、系统及方法 | |
| Behzad et al. | Defect size estimation in rolling element bearings using vibration time waveform | |
| Stancu et al. | Acoustic emission-based similarity analysis: a baseline convergence algorithm | |
| EP4343301A1 (en) | Method for identifying periodic shocks in a structure, wind turbine generator and a wind farm adapted for performing the method | |
| Márqueza et al. | Non-destructive testing of wind turbines using ultrasonic waves | |
| Krampikowska et al. | Acoustic emission for diagnosing cable way steel support towers | |
| Ley et al. | In-service wind turbine blade monitoring | |
| Vanniamparambil et al. | Novel optico-acoustic sensing system for cross-validated structural health monitoring |