Назначение
Системы комплексного диагностического мониторинга «Лель-М/А-Line32D(DDM-M)/» (далее Системы) предназначены для непрерывной долговременной многоканальной регистрации и измерений в реальном времени параметров сигналов акустической эмиссии с одновременным измерением дополнительных параметров, влияющих на повреждаемость инженерных конструкций и других технических сооружений с целью своевременного обнаружения конструкционных и эксплуатационных дефектов.
Описание
Система представляет собой многоканальный измерительный комплекс, обеспечивающий непрерывное измерение аналоговых сигналов с различных датчиков c помощью устройств аналогово-цифрового преобразования и цифровой обработки, расположенных непосредственно вблизи датчиков, хранение и обработку полученных данных.
Система состоит из набора многофункциональных модулей сбора и формирования параметров акустической эмиссии и измерения дополнительных параметров ММСП (далее ММСП), модулей управления, измерения и коммутации МУИК (далее МУИК), коммутационных шкафов гальванической развязки и подачи питания КШГР (далее КШГР) и центральной вычислительной станции ЦВС (далее ЦВС). Система функционально и конструктивно разделяется на измерительную (ММСП, МУИК) и вычислительную (КШГР и ЦВС) подсистемы. Общий вид Системы представлен на рис. 1.
Рисунок 1 - Общий вид Системы
Конфигурация Системы определяется необходимым объемом сбора информации при применении на конкретном объекте. ММСП и МУИК включают измерительные преобразователи (каналы) различных типов.
ММСП выполняется в различных конфигурациях и содержит не более трех измерительных каналов из числа следующих:
- канал акустической эмиссии (АЭ), предназначен для регистрации упругих волн, излучаемых источниками акустической эмиссии в диагностируемых конструкциях. Канал
АЭ содержит аналоговые и цифровые частотные фильтры, цифровой компаратор амплитуды, вычислительные устройства для расчета характеристик АЭ-сигналов;
- измерительный канал токовой петли (ИТП), предназначен для регистрации различных параметров (давления, температуры и т.д.), с первичных или вторичных преобразователей, оснащенных токовым выходом 4-20 мА (приемник токовой петли);
- управляющий канал токовой петли (УТП) предназначен для управления различными устройствами, оснащенными токовым входом управления 4-20 мА (передатчик токовой петли);
- канал мостового измерителя (МИ), предназначен для измерения отклонения сопротивления в плечах резистивного мостового датчика от установленного первоначально значения. Измеряемой величиной является отношение напряжения разбаланса моста к напряжению питания моста.
Конструктивно каждый измерительный канал ММСП представляет собой отдельный узел, состоящий из печатной платы и прикрепленной к ней установочной крышки с блоком винтовых зажимов для присоединения внешних измерительных цепей. ММСП выполнен в прямоугольном корпусе, закрытом крышкой. Для защиты от вредных внешних воздействий и несанкционированного доступа ММСП помещается в отдельный корпус. Внешний вид ММСП в защитном корпусе представлен на рис. 2.
Рисунок 2 - Внешний вид ММСП в защитном корпусе
Питание ММСП осуществляется через КШГР, в котором установлены преобразователи напряжения для питания ММСП и гальванической развязки ММСП от первичного напряжения питания. Обмен данными ММСП с ЦВС осуществляется через модули оптической развязки (концентраторы), обеспечивающие гальваническую развязку сигналов. Предусмотрено каскадирование ММСП последовательно друг за другом в линию, а также разветвление линии каскадирования ММСП.
МУИК выполняется в различных конфигурациях и содержит не более одного измерительных каналов из числа следующих:
- канал АЭ, предназначен для регистрации упругих волн, излучаемых источниками акустической эмиссии в диагностируемых конструкциях;
- ИТП канал, предназначен для регистрации параметров, с первичных или вторичных преобразователей, оснащенных токовым выходом 4-20 мА (приемник токовой петли);
- канал измерения отклонения сопротивления в плечах резистивного мостового датчика от установленного первоначально значения. Измеряемой величиной является отношение напряжения разбаланса моста к напряжению питания моста;
- канал измерения постоянного тока;
- канал измерения напряжения постоянного тока;
- канал измерения сопротивления;
- УТП канал, предназначен для управления различными устройствами, оснащенными токовым входом управления 4-20 мА (передатчик токовой петли);
- коммутационный канал МУИК, предназначен для переключения внешних цепей с помощью реле по заданному алгоритму.
Конструктивно измерительные каналы МУИК выполняются в виде печатных плат, установленных в держателе или в виде печатных плат установленных в оболочках с кабельными вводами. Для защиты от вредных внешних воздействий и несанкционированного доступа МУИК помещается в отдельный корпус. Внешний вид МУИК и защитного корпуса представлен на рис. 3.
Рисунок 3 - Внешний вид МУИК и защитного корпуса
МУИК обменивается данными с ЦВС по цифровому каналу. Предусмотрено каскадирование МУИК последовательно друг за другом в линию, подключаемую к ЦВС. Питание МУИК осуществляется напрямую от ЦВС.
КШГР обеспечивает питание и обмен информацией с линиями каскадирования ММСП. Максимальная подключаемая к КШГР мощность потребителей (ММСП) не должна превышать 2/3 номинальной мощности источников питания и составляет не более 480 Вт. КШГР содержит буферные источники питания, обеспечивающие работу ММСП и КШГР в течение не менее 0,5 с после отключения первичного питания. Время до отключения буферных источников питания составляет не более 10 с.
Внешний вид КШГР представлен на рис. 4.
Рисунок 4 - Внешний вид КШГР
ЦВС предназначена для приема, передачи, хранения и обработки информации, а также для связи и управления измерительными каналами Системы. ЦВС всегда входит в комплектацию Системы. Характеристики, конфигурация и конструкция ЦВС определяются комплексно требованиями к условиям применения, к объему перерабатываемой информации, условиям ее хранения и отображения. ЦВС включает одно или несколько вычислительных устройств для обработки информации, устройства для ее хранения, также может включать различные устройства отображения и ввода информации либо проводные или беспроводные устройства коммуникации с удаленными терминалами управления и вторичной обработки данных: проводные, GSM-, спутниковые модемы и т.д. ЦВС может выполняться в исполнении, предусматривающем автономные источники питания, предназначенные для питания ЦВС и МУИК. При питании ЦВС от сети 220 В рекомендуется включать в состав ЦВС источник бесперебойного питания. Для защиты от вредных внешних воздействий и несанкционированного доступа ЦВС помещается в специальную компьютерную стойку или другой отдельный корпус. Внешний вид ЦВС в различных вариантах исполнения представлен на рис. 5.
Рисунок 5 - Внешний вид ЦВС
Система «Лель-М/A-Lme32D(DDM-M)/» имеет взрывозащищенное исполнение с видом взрывозащиты «Взрывонепроницаемая оболочка «d» и «Искробезопасная электрическая цепь i» уровня ib для внешних электрических цепей с маркировкой взрывозащиты 1Exd[ib]IICT6, 1Exd[ib]IIBT6, 1Exd[ib]IIAT6 согласно ГОСТ Р 51330.0 (МЭК 60079-0), ГОСТ Р 51330.1 (МЭК 60079-1), ГОСТ Р 51330.10 (МЭК 60079-11).
Сертификат соответствия требованиям взрывозащиты согласно ГОСТ Р 51330.0-99 (МЭК 60079-0-98), ГОСТ Р 51330.1-99 (МЭК 60079-1-98), ГОСТ Р 51330.10-99 (МЭК 60079-11-99) НАНИО ЦСВЭ № РОСС RU.ГБ05.В03207 08.09.2010.
Уровень защиты от внешних воздействий по ГОСТ 14254 (МЭК 529 CEI 70-1 EN 60529): ММСП- IP66; КШГР- IP20; ЦВС- IP20.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) A-Line MON является специализированным ПО и предназначено для управления измерительными функциями Системы, проведением измерений и обработки результатов измерений.
ПО A-Line MON может быть использовано отдельно от измерительновычислительной платформы Системы для анализа и обработки полученной информации.
Влияние метрологически значимой части ПО A-Line MON на метрологические характеристики Системы не выходит за пределы согласованного допуска.
Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО ALine MON указаны в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления идентификатора ПО |
| ПО управления измерительными функциями и обработки результатов измерений | A-Line MON | v. 1.14 | f5ccab65 03628е2а bbе8a59f01f2d49c bddеf0c3 f27cab6b f89a4520 5b00971c | ГОСТ Р 34.11-94 |
Метрологически значимая часть ПО A-Line MON Системы и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений. Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «А» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики Систем приведены в
таблицах 2 и 3.
Таблица 2 - Основные метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Диапазон рабочих частот АЭ сигнала в стандартном исполнении, кГц | от 1 до 1000 (±10 %) |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений уровня амплитуды АЭ сигнала, дБ | ± 1 |
| Динамический диапазон измерений уровня амплитуды АЭ сигнала, дБ, не менее | 66 |
| Максимальный уровень амплитуды АЭ сигнала, дБ, не менее | 114 |
| Среднеквадратичный уровень собственного шума каналов АЭ, приведенного ко входу системы, мкВ, не более | 50 |
| Ослабление уровня сигнала за пределами диапазона рабочих частот при расстройке на октаву, дБ, не менее | 18 |
| Неравномерность АЧХ в рабочей полосе частот, дБ, не более | +1/-3 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений относительного времени задержки входных сигналов между каналами, мкс | ± 1 |
| Диапазон измерений длительности АЭ сигнала, мкс | от 1 до 65530 |
| Диапазон измерений времени нарастания АЭ сигнала, мкс | от 1 до 65530 |
| Максимальное число счета выбросов в АЭ сигнале, не менее | 32767 |
| Аппаратное мертвое время для АЭ сигналов, мкс, не более | 50 |
| Диапазон установки мертвого времени для АЭ сигналов, мкс | от 50 до 65530 |
| Диапазон установки интервала контроля конца АЭ сигнала, мкс | от 1 до 65530 |
| Динамический диапазон измерений уровня энергии АЭ сигнала, дБ, не менее | 108 |
| Диапазон установки параметра «максимальная длительность» АЭ сигнала, мкс | от 1 до 65530 |
| Диапазон измеряемого тока по токовой петле, мА | от 4 до 20 |
| Минимальное выходное напряжение токовой петли при измеряемом токе 20 мА, В | 16,0 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений тока по токовой петле, % | ± 0,2 |
| Температурный коэффициент измерения тока по токовой петле, мкА/К, не более | ± 0,32 |
| Максимальный выходной ток управления, мА, не менее | 20,0 |
| Максимальное сопротивление нагрузки тока управления, Ом | 600 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установления тока управления, %, не более | ± 0,2 |
| Температурный коэффициент установления тока управления, мкА/К, не более | ± 1 |
| Диапазон измеряемых значений отношения напряжения разбаланса моста к напряжению питания моста | от -0,016 до 0,016 |
| Основная погрешность измерений отношения напряжения разбаланса моста к напряжению питания моста, % от диапазона измерений | 0,1 |
| Температурный коэффициент измерения отношения напряжения разбаланса моста к напряжению питания моста, К-1, не более | ± 3,2 -10-7 |
| Минимальное сопротивление плеча подключаемого моста, Ом | 120 |
| Максимальный диапазон измерения постоянного тока (кроме измерений по токовой петле), мА | от -200 до 200 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений постоянного тока (кроме измерений по токовой петле), % от диапазона измерений | ± 0,6 |
| Максимальный диапазон измерений напряжений постоянного тока, В | от -10 до 10 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений напряжения постоянного тока, % от диапазона | ± 0,6 |
| Максимальное значение измеряемых сопротивлений (кроме измерений по мостовой схеме), кОм | 10,0 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений сопротивлений (кроме измерений по мостовой схеме), % от диапазона | ± 0,6 |
Таблица 3 - Технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Допустимое коммутируемое напряжение, В | 48 |
| Допустимый коммутируемый ток, А | 1 |
| Рабочий диапазон температуры окружающей среды для ММСП, °С | от -40 до +60 |
| Рабочий диапазон температуры окружающей среды для КШГР и МУИК, °С | от -10 до +35 |
| Рабочий диапазон температуры окружающей среды для ЦВС, °С | от +10 до +35 |
| Рабочая относительная влажность воздуха для ММСП, %, не более | 95 (при +35°С) |
| Рабочая относительная влажность воздуха для КШГР и МУИК, %, не более | 80 (при +35°С) |
| Рабочая относительная влажность воздуха для ЦВС, %, не более | 75 (при +35°С) |
| Система устойчива к перепадам атмосферного давления в диапазоне, кПа | от 84 до 107 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист эксплуатационной документации Системы типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки Системы определяется заказчиком и спецификацией.
Основной комплект поставки включает:
- ММСП в согласованном количестве и конфигурации;
- МУИК в согласованном количестве и конфигурации;
- КШГР в согласованном количестве;
- ЦВС - 1 шт.;
- комплект соединительных кабелей - 1 шт.;
- комплект эксплуатационной документации и ПО - 1 шт.;
Поверка
осуществляется по документу МП 38265-08 «Системы комплексного диагностического мониторинга «Лель-M/A-Line32D (DDM-M)/». Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ОАО «НИЦПВ» в 2008 г.
Основные средства поверки:
- осциллограф цифровой TDS-2014B (регистрационный номер 24018-06), полоса пропускания 100 МГц; коэффициент отклонения 2 мВ/дел...5 В/дел, погрешность установки ± 3 % (± 4 % при 2...5 мВ/дел); максимальное входное напряжение 300 В ср. кв.; коэффициент развертки 5 нс.50 с/дел, погрешность установки ± 0,005 %;
- генератор сигналов сложной формы AFG3022B (диапазон частот генерируемых сигналов от 1 мкГц до 25 МГц; пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты ± 10-6; диапазон устанавливаемых амплитуд различных форм сигнала от 10 мВ до 10 В; пределы допускаемой погрешности установки амплитуды синусоидального сигнала частотой 1 кГц ± (0,0Шуст (мВ) + 1 мВ));
- мультиметр цифровой APPA-109N (диапазон измерений напряжения постоянного тока от 1 мкВ до 1000 В; погрешность измерений напряжения постоянного тока ± 0,1 % + 2 ед. мл. разряда; диапазон измерений электрического сопротивления 200 Ом - 200 МОм; пределы допускаемой относительной погрешности измерений электрического сопротивления ± 0,15 %);
- магазин сопротивлений Р4831 (диапазон измерений от 0,1 Ом до 100 кОм, погрешность 1 %).
Сведения о методах измерений
Системы комплексного диагностического мониторинга «Лель-М/A-Line32D(DDM-M)/». Руководство по эксплуатации. РЭ-4222-003-02569000-06.
Нормативные документы
Системы комплексного диагностического мониторинга «Лель-М/A-Line32D(DDM-M)/». Технические условия. ТУ-4222-003-02569000-06.
Рекомендации к применению
Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
