Способ акустического мониторинга ходовой части транспортного средства

Авторы патента:

Гуданов Илья Сергеевич (RU)

Лебедев Антон Евгеньевич (RU)

Калекин Владимир Владимирович (RU)

Дубровин Андрей Валерьевич (RU)

Лебедева Наталия Рудольфовна (RU)

Лебедев Дмитрий Владимирович (RU)

Кондаков Сергей Германович (RU)

Харитонова Юлия Игоревна (RU)

Власов Валерий Владимирович (RU)

G01N29/14 - с использованием акустической эмиссии (G01N 29/06 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2683876:

Общество с ограниченной ответственностью "Промышленные инновации" ООО "Промышленные инновации" (RU)

Использование: для мониторинга в реальном времени ходовой части транспортных средств. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют получение информации в виде акустического сигнала с ходовой части транспортного средства посредством установленных на ее элементах акустических датчиков, передающих получаемый акустический сигнал в вычислительный модуль, обработку сигнала, получение сведений о состоянии ходовой части, сравнение их с нормативными значениями, выдачу результата, при этом получаемый акустический сигнал разделяют на группы по принципу локализации и относят каждую группу к соответствующему узлу ходовой части, далее обрабатывают сигналы каждой группы в отдельности по индивидуальному алгоритму, получают сведения о характеристиках звукового сигнала и его источнике, о состоянии узлов ходовой части, сравнивают с нормативными значениями для каждого узла, полученными ранее на исправном транспортном средстве, выводят результаты для каждого узла с возможностью вывода информации по каждому элементу узла. Технический результат: обеспечение возможности получения точных сведений о техническом состоянии диагностируемого транспортного средства.

Предложенный способ предназначен для мониторинга ходовой части транспортного средства, в частности автомобиля. Результатом мониторинга является получение актуальных сведений о техническом состоянии ходовой части транспортного средства.

Известен способ получения сведений о техническом состоянии [Патент РФ №2385456 МПК G01N 29/14] на основе измерений эффектов акустических событий в постоянном режиме. Для захвата акустических событий используются пьезоэлектрические датчики, формирующие электрический сигнал, обработка которого позволяет получить необходимые сведения о техническом состоянии исследуемого узла.

Недостатком данного способа является невысокая точность сведений о техническом состоянии ходовой части по причине того, что акустический сигнал собирается со всей ходовой части, содержащей множество деталей, и обрабатывается целиком, что вносит существенные погрешности.

Наиболее близким к настоящему изобретению является способ акустического мониторинга ходовой части [Патент US 2009/001226], включающий получение информации в виде акустического сигнала с ходовой части транспортного средства, посредством установленных на ее элементах акустических датчиков, передающих получаемый акустический сигнал в вычислительный модуль, обработку сигнала, получение сведений о состоянии ходовой части, сравнение их с нормативными значениями, выдачу результата.

Недостатком данного способа является сложность, невысокая точность полученных сведений о техническом состоянии ходовой части по причине того, что акустический сигнал собирается со всей ходовой части, содержащей множество деталей, и обрабатывается целиком, что вносит существенные погрешности.

Задачей изобретения является создание способа акустического мониторинга ходовой части транспортного средства, позволяющего получать точные сведения о ее техническом состоянии.

Поставленная задача достигается тем, что по способу акустического мониторинга ходовой части транспортного средства, включающему получение информации в виде акустического сигнала с ходовой части транспортного средства посредством установленных на ее элементах акустических датчиков, передающих получаемый акустический сигнал в вычислительный модуль, обработку сигнала, получение сведений о состоянии ходовой части, сравнение их с нормативными значениями, выдачу результата, получаемый акустический сигнал разделяют на группы по принципу локализации и относят каждую группу к соответствующему узлу ходовой части, далее обрабатывают сигналы каждой группы в отдельности по индивидуальному алгоритму, получают сведения о характеристиках звукового сигнала и его источнике, о состоянии узлов ходовой части, сравнивают с нормативными значениями для каждого узла, полученными ранее на исправном транспортном средстве, выводят результаты для каждого узла с возможностью вывода информации по каждому элементу узла.

Акустический мониторинг ходовой части транспортного средства, по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.

На первом этапе осуществляется получение информации в виде акустического сигнала. Для этого на ходовую часть транспортного средства устанавливаются акустические датчики, собирающие звуковые сигналы с работающего транспортного средства. Количество и расположение акустических датчиков выбирается индивидуально для каждого транспортного средства.

Далее получаемый акустический сигнал направляют в вычислительный модуль, где происходит его первичная обработка, в процессе которой его разделяют на группы по принципу локализации и относят каждую группу к соответствующему узлу ходовой части, например, шаровой опоре, ступичному подшипнику и т.д.

Точность результата, получаемого по данному способу, зависит от числа групп, выделяемых в узле. Чем больше групп, тем более точным будет результат.

Далее обрабатывают сигналы от каждой группы в отдельности по индивидуальному алгоритму, зависящему от конструктивных особенностей элементов, входящих в группу и ее размеров.

Затем после первичной обработки осуществляют вторичную обработку, в процессе которой получают сведения о характеристиках звукового сигнала и его источнике для каждой группы. К характеристикам относятся частота, мощность и удаленность от акустического датчика. На основе этих данных, в процессе вторичной обработки, получают сведения о состоянии узлов ходовой части, которые затем сравнивают с нормативными значениями для каждого узла, зафиксированные ранее на исправном (новом) транспортном средстве.

Итогом вторичной обработки является получение результатов для каждого узла с возможностью вывода информации по каждому элементу узла.

Принцип обработки сигналов каждой группы основывается на том, что в процессе эксплуатации транспортного средства элементы ходовой части находятся в рабочем режиме и, ввиду происходящих процессов, таких как механические колебания и вибрации, у каждого из элементов формируется определенный звуковой сигнал. Причем по мере вырабатывания ресурса изменяется уровень механических колебаний и вибраций вследствие износа, что, в свою очередь, приводит к отличию данного сигнала от эталонного (в начальном состоянии).

Акустические помехи, зафиксированные в процессе записи акустическими датчиками, имеют случайный характер и при обработке сигналов (которые в большинстве случаев носят циклический характер) не учитываются.

Таким образом, на основе различий полученного акустического сигнала от эталонного можно делать вывод о техническом состоянии диагностируемого элемента.

С целью повышения точности сигналы с акустических датчиков разделяются на группы, каждая из которых соответствует определенному узлу ходовой части, причем сигналы, отнесенные к отдельной группе, могут быть получены с различных акустических датчиков.

Количество и расположение акустических датчиков зависит от типа и конструктивных особенностей ходовой части.

Предложенный способ мониторинга ходовой части транспортного средства при относительной простоте позволяет получить точные сведения о техническом состоянии диагностируемого транспортного средства.

Способ акустического мониторинга ходовой части транспортного средства, включающий получение информации в виде акустического сигнала с ходовой части транспортного средства посредством установленных на ее элементах акустических датчиков, передающих получаемый акустический сигнал в вычислительный модуль, обработку сигнала, получение сведений о состоянии ходовой части, сравнение их с нормативными значениями, выдачу результата, отличающийся тем, что получаемый акустический сигнал разделяют на группы по принципу локализации и относят каждую группу к соответствующему узлу ходовой части, далее обрабатывают сигналы каждой группы в отдельности по индивидуальному алгоритму, получают сведения о характеристиках звукового сигнала и его источнике, о состоянии узлов ходовой части, сравнивают с нормативными значениями для каждого узла, полученными ранее на исправном транспортном средстве, выводят результаты для каждого узла с возможностью вывода информации по каждому элементу узла.

Использование: для неразрушающего контроля и обнаружения дефектов магистральных трубопроводов при их сложнонапряженном состоянии. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют первичное преобразование акустических колебаний с применением бинарного знакового аналого-стохастического квантования.

Способ акустико-эмиссионного контроля конструкций // 2676219

Использование: для диагностики и неразрушающего контроля конструкций, включая изделия из хрупких материалов. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют прием, регистрацию и оценку параметров сигналов акустической эмиссии в момент нагружения контролируемого объекта, оцифровку акустических сигналов, их предварительную обработку, фильтрацию помех, при этом предварительно устанавливают порог деформации, равный среднеквадратическому значению деформации при отсутствии внешних воздействий на контролируемый объект, и критическое значение амплитуды сигнала акустической эмиссии, которое определяют как среднее значение амплитуды сигналов от развивающегося дефекта, нагружение контролируемого объекта осуществляют ударной нагрузкой, регистрируют динамические деформации, определяют максимальное значение деформации от удара, по которому оценивают силу воздействия на контролируемый объект, затем постепенно увеличивают ударную нагрузку, но не более 150% от эксплуатационной нагрузки, фиксируют последнее превышение порога деформации, после чего производят регистрацию акустико-эмиссионных сигналов в течение времени релаксации упругих напряжений в контролируемом объекте и при превышении амплитуды сигнала ее критического значения изделие бракуют.

Акустико-эмиссионный способ определения типа дефекта структуры образца из углепластика // 2676209

Использование: для неразрушающего контроля и технической диагностики композиционных материалов на основе углепластиков акустико-эмиссионным методом. Сущность изобретения заключается в том, что сначала на образец из углепластика в область концентратора напряжений устанавливают тензодатчики и преобразователи акустической эмиссии, а затем осуществляют акустико-эмиссионный контроль при ступенчатом статическом нагружении образцов первоначально до нагрузки, при которой тензодатчики фиксируют напряженно-деформированное состояние, соответствующее разрушению матрицы при растяжении и сжатии образца, затем до нагрузки, при которой тензодатчиками фиксируют напряженно-деформированное состояние, соответствующее разрушению матрицы при растяжении и сжатии образца, затем до нагрузки, при которой тензодатчиками фиксируют напряженно-деформированное состояние, соответствующее разрушению волокна.

Способ акустико-эмиссионного контроля дефектов в композиционных конструкциях на основе углепластика // 2674573

Использование: для технической диагностики композиционных материалов на основе углепластиков акустико-эмиссионным методом. Сущность изобретения заключается в том, что сначала осуществляют акустико-эмиссионный контроль при ступенчатом статическом нагружении образцов из углепластика с одинаковым концентратором напряжений до их полного разрушения, определяют времена прихода каждого зарегистрированного сигнала на акустические преобразователи и по разности времен прихода рассчитывают их координаты, фиксируют на каждой ступени нагружения значения медианы амплитуд сигналов из области концентратора и их структурных коэффициентов и рассчитывают пороговые значения для данных параметров, затем осуществляют статическое нагружение испытываемой конструкции из углепластика, фиксируют значения медианы амплитуд сигналов и структурных коэффициентов, сравнивают их с пороговыми значениями.

Способ обработки сигнала акустической эмиссии // 2671152

Использование: для обработки сигналов акустической эмиссии. Сущность изобретения заключается в том, что сигнал, полученный с датчиков акустической эмиссии (АЭ), пропускают через цифровой полосовой фильтр, декомпозируют сигнал на полезную и шумовую составляющую на разных уровнях с помощью Wavelet фильтра, строят огибающую сигнала с помощью преобразования Гильберта и последующим сглаживанием при помощи средней скользящей функции, проводят детектирование импульсов с определением параметров времени зарождения импульса (Т), максимальной амплитуды (А), продолжительности (τ), энергии (P), энтропии (Е) и фрактальной размерности (D), строится аттрактор и wavelet скалограмма и полученные характеристики импульсов и сами импульсы записываются в специальную базу данных структурной устойчивости материалов.

Способ обнаружения утечек в кожухотрубном теплообменном аппарате // 2670222

Способ относится к области неразрушающего контроля и технической диагностики кожухотрубных теплообменных аппаратов с использованием акустической эмиссии, эксплуатирующихся в контакте с аварийно химически опасными или горючими веществами, и может быть использован для определения утечек в теплообменном аппарате в процессе диагностирования, а также оптимизации процесса поиска мест негерметичности в трубном пучке.

Способ поверхностной закалки стволов орудий // 2668531

Изобретение относится к технологии изготовления стволов артиллерийских орудий. Способ поверхностной закалки внутренней поверхности ствола артиллерийского орудия заключается в том, что на контрольный участок внутренней поверхности ствола воздействуют импульсами лазерного излучателя для нагрева и перевода поверхностного слоя металла в мартенсит с последующим контролем качества закалки.

Способ акустико-эмиссионной диагностики ответственных деталей тележек грузовых вагонов при эксплуатации // 2667808

Изобретение относится к способам диагностики состояния ответственных деталей подвижного состава железнодорожного транспорта. Согласно изобретению диагностику деталей проводят при движении грузового состава в режиме реального времени, при этом датчики акустической эмиссии (АЭ) устанавливают на детали перед началом движения.

Универсальный волновод сигналов акустической эмиссии // 2665360

Изобретение относится к волноводам сигналов акустической эмиссии (АЭ), предназначенным для контроля и мониторинга опасных производственных объектов или их элементов при температурах, выходящих за допустимый диапазон температуры применения преобразователя АЭ.

Способ определения макрорельефа поверхности и внутренних включений объекта и устройство для его реализации // 2664933

Изобретение относится к неразрушающим методам исследования твердых материалов и может быть использовано для контроля заданных параметров объектов и определения их физических характеристик.

Способ определения координат источников сигналов акустической эмиссии и устройство для его осуществления // 2684443

Изобретение относится к неразрушающему контролю металлических конструкций с использованием метода акустической эмиссии. Способ включает установку n акустических преобразователей, образующих пьезоантенну, калибровку конструкции, регистрацию сигналов акустической эмиссии каждым измерительным каналом, определение скорости распространения сигналов и разности их времен прихода на акустические преобразователи и вычисление по ним координат дефектов. При калибровке конструкции определяется пороговое значение двухинтервального коэффициента, регистрация сигнала производится в момент превышения порогового уровня двухинтервальным коэффициентом в одном из каналов пьезоантенны, определяется его максимальное значение, а время прихода сигналов на группу каналов, образующих пьезоантенну, осуществляется при условии: , где Δt - разность времен распространения сигнала акустической эмиссии, мкс; 2R - диаметр области контроля, м; С - скорость звука, м/с, после чего производят расчет координат дефектов. Устройство для определения координат источников сигналов акустической эмиссии дополнительно содержит блок расчета двухинтервального коэффициента, шину данных, логическую схему ИЛИ. Технический результат заключается в повышении достоверности и точности локализации дефектов при акустико-эмиссионном контроле. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.