Особливості програмного забезпечення акустико-емісійних засобів діагностування (Огляд. Повідомлення 1)

Розглянуто етапи становлення та розвитку прикладного програмного забезпечення (ППЗ) систем АЕ діагностики. Проведено порівняльний аналіз сучасного стану ППЗ АЕ-засобів провідних світових виробників. Особлива увага зосереджена на характеристиці функціональних можливостей програмних продуктів компаній...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Техническая диагностика и неразрушающий контроль
Date:2010
Main Authors: Скальський, В.Р., Станкевич, О.М., Клим, Б.П., Почапський, Є.П.
Format: Article
Language:Ukrainian
Published: Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2010
Subjects:
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102461
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Особливості програмного забезпечення акустико-емісійних засобів діагностування (Огляд. Повідомлення 1) / В.Р. Скальський, О.М. Станкевич, Б.П. Клим, Є.П. Почапський // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2010. — № 3. — С. 5-13. — Бібліогр.: 19 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860005063039123456
author Скальський, В.Р.
Станкевич, О.М.
Клим, Б.П.
Почапський, Є.П.
author_facet Скальський, В.Р.
Станкевич, О.М.
Клим, Б.П.
Почапський, Є.П.
citation_txt Особливості програмного забезпечення акустико-емісійних засобів діагностування (Огляд. Повідомлення 1) / В.Р. Скальський, О.М. Станкевич, Б.П. Клим, Є.П. Почапський // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2010. — № 3. — С. 5-13. — Бібліогр.: 19 назв. — укр.
collection DSpace DC
container_title Техническая диагностика и неразрушающий контроль
description Розглянуто етапи становлення та розвитку прикладного програмного забезпечення (ППЗ) систем АЕ діагностики. Проведено порівняльний аналіз сучасного стану ППЗ АЕ-засобів провідних світових виробників. Особлива увага зосереджена на характеристиці функціональних можливостей програмних продуктів компаній PAC (США), «Diapac» (Росія), «Vallen Systeme» (Німеччина), «Bruel&Kjaer» (Данія), ТОВ «ИНТЕРЮНИС» (Росія), а також ППЗ АЕ-апаратури сімейства ЕМА (Iнститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України), АЕ-комплексу АКЕМ (Національний авіаційний інститут, Україна), сімейства портативних АЕ-засобів SKOP (Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України). Визначено пріоритетні напрямки та тенденції подальшого розвитку ППЗ систем АЕ-діагностування. The stages of formation and development of application software (AS) for systems of AE diagnostics are considered. Comparative analysis of the current state of AF for AE devices of world leading manufacturers is performed. Particular attention is focused on characterizing features of software developed by PAC (USA), Diapac (Russia), Vallen Systeme (Germany), Bruel&Kjaer (Denmark), YNTERYUNYS Ltd (Russia) and AS applied in AE equipment of family EMA (The E.O.Paton Electric Welding Institute of National Academy of Sciences of Ukraine), AE complex AKEM (National Aviation Institute, Ukraine), the family of AE portable devices SKOP (Karpenko Physico-Mechanical Institute of National Academy of Sciences of Ukraine). Priorities and trends of further development of AS for systems of AE diagnostics are specified.
first_indexed 2025-12-07T16:39:11Z
format Article
fulltext УДК 620.179.17 ОСОБЛИВОСТІ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ АКУСТИКО-ЕМІСІЙНИХ ЗАСОБІВ ДІАГНОСТУВАННЯ (Огляд. Повідомлення 1) В. Р. СКАЛЬСЬКИЙ, О. М. СТАНКЕВИЧ, Б. П. КЛИМ, Є. П. ПОЧАПСЬКИЙ Розглянуто етапи становлення та розвитку прикладного програмного забезпечення (ППЗ) систем АЕ діагностики. Проведено порівняльний аналіз сучасного стану ППЗ АЕ-засобів провідних світових виробників. Особлива увага зо- середжена на характеристиці функціональних можливостей програмних продуктів компаній PAC (США), «Diapac» (Росія), «Vallen Systeme» (Німеччина), «Bruel&Kjaer» (Данія), ТОВ «ИНТЕРЮНИС» (Росія), а також ППЗ АЕ-апа- ратури сімейства ЕМА (Iнститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України), АЕ-комплексу АКЕМ (Національний авіаційний інститут, Україна), сімейства портативних АЕ-засобів SKOP (Фізико-механічний інсти- тут ім. Г. В. Карпенка НАН України). Визначено пріоритетні напрямки та тенденції подальшого розвитку ППЗ систем АЕ-діагностування. The stages of formation and development of application software (AS) for systems of AE diagnostics are considered. Com- parative analysis of the current state of AF for AE devices of world leading manufacturers is performed. Particular attention is focused on characterizing features of software developed by PAC (USA), Diapac (Russia), Vallen Systeme (Germany), Bruel&Kjaer (Denmark), YNTERYUNYS Ltd (Russia) and AS applied in AE equipment of family EMA (The E.O.Paton Electric Welding Institute of National Academy of Sciences of Ukraine), AE complex AKEM (National Aviation Institute, Ukraine), the family of AE portable devices SKOP (Karpenko Physico-Mechanical Institute of National Academy of Sciences of Ukraine). Priorities and trends of further development of AS for systems of AE diagnostics are specified. Актуальність проблеми. Однією з актуальних проблем сучасного технічного поступу є питання оцінки поточного стану різноманітних промисло- вих об’єктів. Серед них обладнання нафтогазової і хімічної промисловості, теплової та атомної енер- гетики, трубопровідного та залізничного транс- порту, авіаційно-космічної техніки, мостові кон- струкції, бетонні та залізобетонні споруди тощо. Адже з плином часу суттєво зростає ризик відмови обладнання після його тривалої експлуатації під дією механічних і температурних навантажень, впливу навколишнього та агресивних середовищ тощо. Одним із важливих напрямків технічної діаг- ностики стану виробів і прогнозування їхніх фізи- ко-механічних характеристик є розвиток методів, що дозволяють вивчати фізичну сутність про- цесів, визначати їх закономірності і вплив на кіне- тику зміни властивостей матеріалів. Серед них важливе місце посідає метод, заснований на ви- користанні акустичної емісії (АЕ), яка супровод- жує всі процеси, що відбуваються під час руйну- вання матеріалу. За останні два-три десятиліття бурхливо розвинулись фундаментальні та прик- ладні дослідження таких процесів із широким за- лученням для їх пізнання явища АЕ. Метод АЕ грунтується на ефективному реєструванні сигналу АЕ як носія інформації про стан досліджуваних об’єктів із подальшою його обробкою. Маючи сучасні засоби відбору, оброб- ки і зберігання АЕ-інформації, можна здійснюва- ти ефективне технічне діагностування їх стану у всіх сферах економіки країни. На жаль, промислове виробництво таких елек- тронних засобів в Україні відсутнє. Із середини 1970-х років розробкою методів, апаратних та програмних засобів АЕ-діагностики займаються переважно наукові інститути та підрозділи, а саме Інститут проблем міцності ім. Г. С. Писаренка НАН України, Фізико-механічний інститут (ФМІ) ім. Г. В. Карпенка НАН України, Iнститут елек- трозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, Національний авіаційний університет тощо). Зва- жаючи на значний світовий прогрес у розвитку програмного забезпечення (ПЗ) для АЕ-засобів стосовно прикладного промислового застосуван- ня та проведення наукових лабораторних досліджень, виникла необхідність систематизації його за функціональними можливостями. Стан проблеми. Перші спроби здійснення оцінки існуючого зарубіжного та вітчизняного ПЗ АЕ-систем викладені у публікації [1]. Характер- ними ознаками для ПЗ перших приладів АЕ-діаг- ностування, які з’явились наприкінці 1960–1970-х років, є його складність та досить обмежені графічні можливості. Це обумовлено тогочасним рівнем розвитку операційних систем обчислю- вальної техніки. Найвідомішими на цей час були розробки ПЗ АЕ-систем SIMS корпорації «Dune- gan/Endevco» в США, [2]. У колишньому СРСР це АЕ-системи АМУР [3] (НВО «Дальстандарт», м. Хабаровськ), АЕ-системи серії АФ [4] (НВО © В. Р. Скальський, О. М. Станкевич, Б. П. Клим, Є. П. Почапський, 2010 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2010 5 «Волна», м. Кишинів), багатоканальні прилади Московського інституту ядерної енергетики [5] то- що. Із 1980-х років на ринку АЕ-систем з’являються розробки німецької компанії «Vallen Systeme» серії AMSY [6], угорської фірми «Відеотон» сімейства «ЕМА» [7] та компаній інших країн Європи та Азії. Другий етап у розвитку ПЗ АЕ-систем пов’яза- ний із появою на ринку ПЗ комп’ютерної техніки сімейства операційних систем (ОС) Windows, що дало можливість створювати справді потужні програмні засоби із широкими функціональними можливостями та простим і зручним інтерфейсом. Однією з перших найпоширеніших АЕ-систем, ПЗ якої було орієнтоване на роботу в ОС Windows, стала система MISTRAS 2001 корпорації «Physical Acoustics Corporation» (PAC) (США) [8]. У 1990-х роках у ФМІ ім. Г. В. Карпенка НАН Укараїни на основі розвитку АЕ-методик техні- чного діагностування було створено декілька пор- тативних засобів для визначення місць руйнуван- ня об’єктів контролю. Серед них чотириканальні прилади SVR-6, прикладне ПЗ якого розраховане на роботу в операційному середовищі DOS [9], та пізніше СК-7 [10], ПЗ якого виконане у діало- говому режимі і працює в середовищі ОС Win- dows. Починаючи з 2005 р. фахівцями ФМІ роз- почато роботи зі створення портативної восьмика- нальної акустико-емісійної системи відбору, реєстрації та обробки сигналів акустичної емісії SKOP-8, яка адаптована для роботи з ОС Windows [11]. На даний час виготовлено і проведено вип- робування АЕ-системи на низці діючих об’єктів, відлагоджено її ПЗ, здійснено метрологічну атес- тацію [12]. Традиційно програмне забезпечення портатив- них АЕ-систем складається з мікропрограми, яка забезпечує роботу блока мікропрограмного уп- равління вимірювальним засобом, і прикладного ПЗ, яке встановлюється в персональний комп’ю- тер (ПК), та виконує обробку і візуалізацію АЕ- даних, забезпечує їх збереження. Метою дослідження є проведення порівняль- ного аналізу сучасного стану ППЗ АЕ-засобів провідних світових виробників та визначення пріоритетних напрямків та тенденцій його подаль- шого розвитку. Аналіз найпоширенішого ППЗ компанії PAC. На передових позиціях у розробці та роз- повсюдженні високоякісного обладнання для НК був і залишається міжнародний холдинг «Mistras Group, Inc.» (Misrtas) [13], який об’єднує компанії- виробники приладів для НК і підприємства, що здійснюють роботи з технічної діагностики, ба- гатьох країн світу (Китай, Великобританія, Франція, Японія, Бразилія, Росія, Греція, Німеч- чина, Нідерланди та ін.). Основою холдингу слу- гує компанія «Physical Acoustics Corporation» (PAC) [14] (США) — загальновизнаний світовий лідер у галузі акустико-емісійних технологій. ПЗ для АЕ-систем фірми PAC функціонально іден- тичне для всіх типів акустико-емісійних систем — PC-2, DiSP, Samos і відрізняється лише внутрішніми командами управління елект- ронікою, які недоступні для користувача. Прик- ладні програмні продукти охоплюють широкий спектр методів АЕ-діагностування, включаючи найсучасніші із них, наприклад, швидке перетво- рення Фур’є (FFT), аналіз даних за допомогою нейронних мереж, розпізнавання образів, вейвлет- аналіз (wavelet), тензорний момент та ін. Спільною рисою всіх пакетів програм є наявність зручного для користувача графічного інтерфейсу із можливостями здійснення різноманітних додат- кових операцій (маніпулювання даними, друк, ро- бота в мережі, експорт даних тощо). Всі програмні засоби PAC адаптовані для роботи у середовищі Windows. Існуюче ППЗ PAC класифікується за наступними категоріями [15]: 1. PACwin Suite (AEwinTM, AEwinPostTM, Noe- sisTM) — для загального АЕ–тестування та аналізу; 2. PACturkney (MONPAC-PLUSTM, Loose Parts Monitoring, AIMS) — для інтелектуальних експер- тних АЕ-систем; 3. PACremote (PAC AE Viewer, PAC Intelligent Data Provider Program, PAC-C3) — для віддалених від джерела АЕ систем; 4. PACspecial (Moment Tensor, PolyModal) — для спеціальних методів обробки сигналів АЕ; 5. PACshare (Multi-layer Dispersion Curve, Wa- velets, Spectrogram & Short Time FFT) — для де- яких спеціальних методів обробки сигналів АЕ, що суттєво відрізняються від загальних. Прикладне ПЗ NoesisTM. Розроблений на основі 25-річного досвіду застосування АЕ програмний пакет PACwin Suite складається з двох основних програмних продуктів, створених на платформі Windows: це пакет збору та обробки сигналів АЕ в реальному часі AEwinTM із опційною підпрог- рамою постобробки AEwinPostTM, а також най- розвиненіший та затребуваний на сучасному рин- ку систем НК пакет постобробки NoesisTM. Він розроблений грецьким (Envirocoustics A.B.E.E.) підрозділом PAC. Детальну характеристику па- кетів програм AEwinTM) та AEwinPostTM зроблено у праці [1]. Розглянемо особливості програмного пакету NoesisTM. ППЗ NoesisTM широко застосовується у всьому світі для розв’язання великої кількості різно- манітних задач, від інспекції промислових об’єктів до космічних технологій. Алгоритми роз- пізнавання образів і нейронні мережі у поєднанні з функціями обчислення параметрів АЕ за запи- саними формами імпульсів і підтримкою зовніш- ніх даних, забезпечують детальне дослідження будь-яких наборів інформації, що робить Noesis потужним дослідницьким інструментом. До скла- 6 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2010 ду ППЗ входять також спеціальні програми «майс- три», які допомагають економити час при інтер- претації даних АЕ для будь-яких задач. Можли- вості обробки даних і функціональність програм суттєво покращені у версії Noesis 5.0 [16]. Більше того, в останніх версіях усі можливості Noesis у поєднанні з AEwinTM доступні для аналізу даних у реальному часі. Пакет програм Noesis адаптований для роботи в операційних системах Windows 9x/NT4/2000/ /XP. Багатодокументний інтерфейс MDI дозволяє пра- цювати одночасно з декількома документами. Сто- совно можливостей файлової системи зазначимо, що Noesis підтримує формати файлів даних PAC (PCI2, DiSP, SPARTAN, MISTRAS, LOCAN) із роз- ширенням *.DTA, *.TDA, *.WFS, а також ASCII- файли. Формат документа Noesis із розширенням *.noe забезпечує компактний та ефективний спосіб збереження інформації. Окрім того, доступним є злиття/розділення файлів багаторазового викорис- тання (*.DTA) та одночасного їх завантаження для прямого порівняння чи статистики, легкий обмін будь-якими даними з іншими Windows-додатками. У пакеті передбачені такі зручні для користувача функції як динамічний поділ вікон (1, 2 або 4 різних віконних види) та впорядкування екранних сторінок зручним для користувача способом — одночасно на екрані можна відобразити в загальному 16 ак- тивних вікон (рис. 1). Для відображення даних Noesis пропонує різноманітні типи графіків — точковий, лінійний, гістограма, кумулятивний та ін., а також таблич- ний спосіб представлення інформації. Користувач за бажанням може редагувати графіки, викорис- товуючи різноманітні графічні фільтри, опції графічного збільшення тощо. Широкий спектр мають функції обробки да- них. Зокрема, є два способи вибору групи АЕ- сигналів на графіку: захоплення «мишкою» або за допомогою опцій фільтрації. Здійснений вибір автоматично відображається на всіх графіках. Програма має опції: сортування будь-яких ознак АЕ-сигналу, у тому числі виділених програмно із форми сигналу (час, амплітуда, тривалість і т. д.); «виділення ознак» за вимогою користувача (із оцифрованих сигналів підтримує виділення ознак як у часовій, так і в частотній областях); «зонна локація джерел», що дозволяє аналізувати всю послідовність АЕ-сигналів, які відносяться до да- ної події. Для всіх наборів даних можливий роз- рахунок наступних характеристик: min і max зна- чення, середнє значення та асиметрія вибірок; от- римання/відображення кореляційної/коваріацій- ної матриці ознак, дендограми кореляції ознак, статистичних критеріїв, які використовуються в задачі розпізнавання, статистичних характеристик класів/кластерів (центрів кластерів, відстаней все- редині та між кластерами тощо) (див. рис. 2); різноманітні алгоритми автоматичної кластери- зації, у тому числі максимінна відстань, К-се- реднє, нейронні мережі та ін.; запис результатів кластеризації в PAC-сумісні файли даних із мож- ливістю наступного використання як еталонних при розв’язуванні задачі класифікації. ПЗ Noesis повністю підтримує функції відоб- раження форм хвилі: огляд до восьми форм хвилі у будь-якому вікні за вибором користувача та з різноманітними комбінаціями синхронізації, що забезпечує найдинамічніший спосіб їх розгляду та аналізу; можливість представлення форм хвилі у різних форматах. Для представлення форм хвилі може бути використаний графічний або інший ти- пи фільтрації даних. Зміни в параметрах налаш- тувань апаратних засобів негайно відображаються на формах хвилі (див. рис. 3). Пакет Noesis призначений для детальної об- робки АЕ-даних із можливістю розпізнавання об- разів, включаючи аналіз даних за допомогою ней- ронних мереж (рис 4). Пакет програм пропонує контрольоване (Supervised Pattern Recognition) SPR та неконтрольоване (Unsupervised Pattern Re- cognition) UPR розпізнавання образів. UPR про- понує такі функції: попередню обробку АЕ-даних, їх нормалізацію, що сприяють ефективнішому та Рис. 1. Засоби графічного відображення данних АЕ–сигналів за допомогою ПЗ Noesis ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2010 7 арифметично об,,рунтованому об’єднанню у клас- тери; багаторазові алгоритми UPR, включаючи нейронні мережі, для групування даних (max-min відстань, LVG мережа тощо). Всі дії застосовують до робочої копії даних, залишаючи при цьому без змін головні набори даних, для здійснення кра- щого аналізу; можливе ручне групування у клас- тери для оцінки і класифікації з використанням загальних АЕ-методів. SPR алгоритми одночасно з пакетом AEwinTM дають можливість обробки АЕ-даних у реальному часі та класифікації за до- помогою нейронних мереж. Програмні засоби PACturkney. Програмний па- кет PACturkney (MONPAC-PLUSTM, Loose Parts Monitoring, AIMS) призначений для інтелектуаль- них експертних АЕ-систем. Зокрема, MONPAC- PLUSTM — пакет програм з інтелектуальними процедурами та критеріями у відповідності до промислових стандартів для контролю трубопро- водів та резервуарів; Loose Parts Monitoryng — програмне забезпечення, яке базується на стан- дарті ASME OM-S/G-1997. Воно має ручні та ав- томатичні методи управління, здійснює аудіо- моніторинг, спеціальний аналіз форм хвилі, кон- троль методу захисту та авторизації, багаторазо- вий аналіз та автоматичне діагностування; інтелек- туальний пакет програм із спеціальними знаннями AIMS, призначений для тестування згідно промис- лових стандартів навантажувальних машин. Програмні засоби PACremote. Група програм- них засобів PACremote (PAC AE Viewer, PAC In- telligent Data Provider Program, PAC-C3) призна- чена для систем, віддалених від джерела АЕ. Програмний пакет PAC AE Viewer дозволяє ко- ристувачу, віддаленому від об’єкта контролю, ке- рувати іншим мережевим комп’ютером через віртуальний робочий стіл. PAC Intelligent Data Provider Program — програмне забезпечення, яке автоматично передає сигнал тривоги, контролює сигнали та інформаційні файли базової мережевої станції для моніторингу віддаленого об’єкта через мережі Інтернет та Інтранет. PAC-C3 (Command Control Console) — програма, яка здійснює моніто- ринг АЕ через зв’язок із інтелектуальним ПЗ (IDP), розміщеним на системному вузлі Інтранет. Програмні засоби PACspecial. До спеціальних методів обробки сигналів АЕ належать програмні засоби PACspecial (Moment Tensor, PolyModal). Для аналізу форм хвилі використовують ППЗ Mo- ment Tensor, яке забезпечує визначення джерела локації, власних векторів моменту тензора, ком- понент моменту тензора та джерело декомпозиції компонент. PolyModal — пакет програм, який здійснює аналіз класичних хвильових методів і пе- ретворення цифрових сигналів на основі багато- шарової дисперсії та характеристик матеріалів, користувачу надається право вибору стратегії фільтрування та перетворення сигналів. Програмні засоби PACshare. Для деяких спеціальних методів обробки сигналів АЕ, що суттєво відрізняються від загальних, використо- вують пакети програм PACshare (Multi-layer Dis- persion Curve, Wavelets, Spectrogram & Short Time FFT). Multi-layer Dispersion Curve — програмне забезпечення, яке пропонує різноманітні хвильові методи для АЕ та ультразвукових сигналів на ос- Рис. 2. Форми представлення обробки АЕ–сигналів ПЗ Noesis Рис. 3. Представлення форми хвилі ПЗ Noesis Рис. 4. Розпізнавання образів ПЗ Noesis 8 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2010 нові моделювання структури та управління всіма параметрами (матеріал, товщина та ін.), включа- ючи обробку багатошарових структур. Wavelets — програма, що здійснює обробку та аналіз АЕ- сигналів на основі вейвлет-аналізу, визначає ко- ефіцієнти та псевдочастоту миттєвої форми хвилі АЕ, має гнучкі графічні функції. Spectrogram & Short Time FFT — за допомогою швидкого пе- ретворення Фур’є програма визначає на малих ділянках частково покритих форм хвиль реальний час та частотну інформацію. Застосування ПЗ компанії PAC для спеціальних технологій НК. На основі розробленого програм- ного забезпечення MISTRAS та її дочірні підприємства розробили низку конкретних техно- логій для НК у різноманітних галузях промисло- вості. MONPAC — застосовується під час діаг- ностики трубопроводів, ємностей у вигляді сфер, різного типу реакторів, резервуарів тощо. TAN- KPAC — технологія перевірки стану днищ резер- вуарів. Дозволяє класифікувати днища резерву- арів за ступенем їх пошкодження, враховуючи розміри резервуару, тип вмісту продукту, а також висоту донних нашарувань. CORPAC — прилад і технологія оцінки ступеня корозійних пошкод- жень для об’єктів із нержавіючої та вуглецевої сталі, сплавів алюмінію, цирконію тощо. Застосо- вується для діагностики резервуарів, трубопро- водів, реакторів, залізничних цистерн тощо. VPAC — технологія, що використовує АЕ-діагностику для знаходження витоків через клапани та засувки протягом служби об’єкта контролю. Пакет дозво- ляє користувачу оцінити внутрішню норму витоку і пов’язати цю інформацію з поточною вартістю втраченого продукту. PowerPAC-технологія доз- воляє забезпечити он-лайн контроль енергетичних перетворювачів на основі виявлення та оцінки електричних і теплових дефектів. Пакет викорис- товують для діагностики резервуарів, трубопро- водів тощо. ППЗ компанії «Diapac». Компанія «Diapac» (підрозділ PAC у Росії) пропонує програмний про- дукт Line-Focus [17], сучасний 32-бітний додаток Windows, призначений для постексперименталь- ної обробки АЕ-даних, отриманих під час конт- ролю протяжних об’єктів (наприклад, магі- стральні трубопроводи). Програма розроблена з врахуванням факторів, що ускладнюють пошук справжніх джерел емісії в протяжних об’єктах, і дозволяє з високою швидкістю і вірогідністю про- водити обробку та інтерпретацію даних АЕ кон- тролю. Додаток включає типові стандартні засоби обробки АЕ даних, а також спеціальні функції, що дозволяють проводити автоматичну фільтра- цію імпульсних і періодичних електромагнітних завад, здійснювати локацію джерел сигналів і оцінювати рівень їх небезпеки. Окрім стандарт- ного лінійного алгоритму локації програма вико- ристовує кореляційний метод локації імпульсних сигналів, що дозволяє уникнути пропуску «корис- них» джерел в умовах високої активності АЕ. Із метою підвищення вірогідності виявлення справ- жніх джерел проводяться аналіз параметрів АЕ сигналів, що створюють події. При визначенні вірогідності події проводяться перевірки від- повідності амплітуд сигналів з урахуванням за- никання і оцінюється фактор спотворення форми сигналів під час поширення (зміна таких пара- метрів АЕ, як час наростання, тривалість, сумар- ний рахунок). ППЗ компанії «Vallen Systeme». Європейсь- кий ринок НК представляє компанія «Vallen Sys- teme» [18] (Німеччина), заснована у 1980 р. Спектр її продукції охоплює всю вимірювальну послідовність від сенсорів, підсилювачів, вимірю- вальних систем до програмного забезпечення об- робки АЕ-даних. АЕ-системи цієї компанії серії AMS (AMS1, AMS2, AMS3, з 1996 р. — AMSY4 та 2001 р. — AMSY-5) відомі широкому колу міжнародних користувачів (90% експорту) та відповідають всім вимогам щодо функціональ- ності, якості та надійності таких систем. Зокрема, АЕ-система AMSY-5 допускає від 1 до 254 неза- лежних каналів реєстрації сигналів АЕ та до восьми 16-розрядних параметричних каналів. Їх використовують для діагностування ємностей ви- сокого тиску та трубопроводів, корпусів літаків, об’єктів із металу та композитних матеріалів, ку- полоподібних споруд, наземних сховищ, мостів тощо, об’єктів з армованих пластиків та кераміки, дослідження втомних характеристик матеріалів, для геотехнічних обстежень, визначення місцез- находження часткових розрядів у трансформато- рах та в багатьох інших галузях. ППЗ, яке представляє сьогодні на ринку «Val- len Systeme», було розроблене у 1997 р. Із плином часу воно постійно модифікувалось. До головних програмних пакетів належать Vallen VisualAETM, Vallen VisualClassTM, Vallen VisualTRTM, а також спеціальні програмні продукти AGU-Vallen Wa- velet та DTA-Converter avialable. Усі програмні па- кети сумісні із Windows 9x/NT4/2000/XP. ППЗ Vallen VisualAETM. Програма Vallen Vi- sualAETM — це стандартне програмне забезпечен- ня для опрацювання АЕ-даних із зрозумілим для користувача інтерфейсом. За допомогою конвер- тора у програму можна імпортувати існуючі DTA- файли та здійснювати їх обробку і аналіз. Вод- ночас, допустимий експорт текстових даних ASCII або форматованих із розширенням RTF у файли MS-Word або MS-Excel та графічних файлів із розширенням BMP або JPG. VisualAETM передбачає багатозадачний режим збору та оброб- ки даних (із розділенням цих завдань), який доз- воляє додавати графіки, змінювати параметри об- робки, повторно аналізувати дані і т. д. у процесі ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2010 9 тестування, без спотворення даних, що отриму- ються. Для визначення координат АЕ-джерел про- понуються різні алгоритми: лінійної, планарної, циліндричної, сферичної, мультитриплетної, три- вимірної локації, окрім того, програма здійснює оцінку стану днищ резервуарів. Користувач має можливість маркування, виділення даних. У прог- раму вбудований потужний кластерний процесор, що включає можливості редактора і фільтра клас- терів. Користувач може проаналізувати форму хвилі у часовому та частотному режимах, вико- ристовуючи FFT, виділення даних, цифрові фільтри, за допомогою кореляцій Гаусса тощо. За допомогою програми можна інтегрувати статис- тичні дані та інформацію про форми хвилі у прог- рамний модуль Vallen VisualClassTM для розпізна- вання образів. На рис. 5 представлено приклад відображення даних АЕ-сигналів програмою Val- len VisualAETM. ППЗ Vallen VisualClassTM. Модуль Vallen Vi- sualClassTM (створений у 1997 р.) відіграє роль класифікатора хвильових форм. Він дозволяє аналізувати форму хвилі, класифікувати АЕ- імпульси, визначати номер класу та ступінь від- мінності між класами для кожного сигналу. Вод- ночас усі ці результати можна статистично опра- цювати, відобразити графічно або у цифровому вигляді, або з використанням фільтрування АЕ- сигналів. Також результати класифікації можуть бути експортовані у програму VisualAETM. Прог- рама включає навчальні стратегії оптимізації АЕ- сигналів та має контексну допомогу до всіх пун- ктів меню. ППЗ Vallen VisualTRTM. Разом із програмним модулем VisualClassTM був створений пакет Vallen VisualTRTM як інструмент прискореного аналізу хвильових форм. TR підтримує «швидкоплинні дані», під якими розуміються повні форми хвилі. VisualTRTM пропонує TR-діаграми, TR-сторінки та TR-вікна. TR-діаграма показує одну форму хвилі у часовій і/або частотній залежності. Декілька діаг- рам можуть бути згруповані у TR-сторінку. Декілька сторінок можна згрупувати у TR-вікно. Одночасно можуть бути активними декілька TR- Рис. 5. Форми відображення АЕ-даних у програмі VisualAETM Рис. 6. Відображення форми хвилі у програмі Vallen VisualTRTM 10 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2010 вікон. Ця ієрархія дозволяє користувачу у зруч- ному режимі порівнювати форми хвилі, наприк- лад, різні сигнали однієї події; перші сигнали різних подій; сигнали різних випробувань (збере- жені у різних файлах); різні види відображення одних і тих самих сигналів. Приклад відображення форм хвиль Vallen Visu- alTRTM представлений на рис. 6. Рамки на формах хвилі показують ділянку, на якій застосовано FFT. Визначення FFT з різних частин сигналу по- казує відмінності між частотними спектрами. На двох нижніх графіках використані різні функції зображення сигналу. До Vallen VisualTRTM входять додаткові інструменти: TR-Combi (полегшує вибір дослі- джуваних даних із багаторазових вхідних файлів до одного вихідного файлу класу для тренуваль- ного класифікатора у VisualClassTM), TR-Copy (копіює вихідні форми з одного вхідного файлу до одного вихідного файлу класу згідно переліку, який може бути згенерований автоматично прог- рамою або вручну користувачем), TR-Indexer (пе- ренумеровує TR-індекси у TR-файлах перед об’єднанням даних у різні вхідні файли, допома- гає зберігати відповідність між формами хвилі та АЕ-подіями), TR- Feature Extractor (виокремлює особливості форм хвилі (наприклад, спектр центра ваги) для читання, графічного зображення або фільтрування у VisualAETM), TR-Unifer (працює з VisualClassTM, вимагає запис всіх TR-файлів у межах одного проекту в одному форматі і сам змінює в разі потреби формати цих файлів для забезпечення їх сумісності), TR-Filter (можливість використання визначеного користувачем частот- Рис. 7. Форми відображень хвильових перетворень програмою AGU–Vallen Wavelet ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2010 11 ного фільтру даних форм хвилі додатково до апа- ратних фільтрів). Програмний модуль DTA-converter. Конвертор файлів DTA-converter створений для переведення DTA-файлів, отриманих у різних акустико- емісійних системах Locan, Spartan, Mistras, DiSP, у Vallen формат PRI, що дозволить використову- вати їх дані для опрацювання у програмах Visu- alAETM, VisualTRTM, VisualClassTM. Програмний модуль AGU-Vallen Wavelet. Прог- рама AGU-Vallen Wavelet [19] була створена у ре- зультаті співпраці Vallen Systeme, Університету Aoyama Gakuin (AGU, Токіо, Японія) та Денверсь- кого університету (США). Група AGU здійснила дослідження часово-частотних залежностей в АЕ, а «Vallen Systeme» розробила ПЗ, яке дозволяє здійснювати вейвлет-аналіз (wavelet) та перетво- рення Чой-Вільямса (Choi-Williams) для індивіду- альних форм хвиль. На рис. 7 зображені способи представлень часово-частотної залежності та вейвлет-аналізу ( 2D та 3D проекції). Програма пропонує також обчислення дис- персії кривих хвильових перетворень. Фахівці Val- len Systeme вбачають великий майбутній потенціал вейвлет-аналізу як одного із перспектив- них методів обробки АЕ-даних. Одним из важнейших направлений техничес- кой диагностики (ТД) состояния изделий и прог- нозирования их физико-механических характерис- тик является развитие методов, которые поз- воляют изучать физическую сущность процессов, определять их закономерности и влияние на ки- нетику изменения свойств материалов. Среди них особое место занимает метод акустической эмиссии (АЭ), которая сопровождает все процес- сы, происходящие во время разрушения матери- ала. Рассмотрены этапы становления и развития прикладного программного обеспечения (ППО) систем АЭ диагностики. Проведен сравнительный анализ современного состояния ППО АЭ средств ведущих мировых производителей. Особое внимание уделено харак- теристике функциональных возможностей прог- раммных продуктов компаний PAC (США), «Di- apac» (Россия), «Vallen Systeme» (Германия), «Bruel&Kjaer» (Дания), ООО «ИНТЕРЮНИС» (Россия), ЗАТ "НВФ "ДИАТОН» (Россия), а так- же ППО АЭ аппаратуры семейства ЕМА (Инс- титут электросварки им. Е. О. Патона НАН Ук- раины), АЭ комплекса АКЕМ (Национальный ави- ационный институт, Украина), семейства пор- тативных АЭ средств SKOP (Физико-механичес- кий институт им. Г. В. Карпенко НАН Украины). Для программной реализации АЭ методов ТД в среде Windows в настоящее время лидируют средства визуального проектирования и объект- но-ориентированного программирования собы- тий, такие как Microsoft Visual Basic (язык прог- раммирования Visual Basic) и Borland Delphi (язык программирования Object Pascal). Оба програм- мных продукта имеют удобный визуальный ин- терфейс и освободили программистов от многих лишних усилий. Однако Borland Delphi вышла на первое место среди средств программной реали- зации АЭ методов, имея ряд существенных пре- имуществ: возможность использования и созда- ния DDL-библиотек (Dynamic Link Library) и спе- циальных элементов управления (таких как Acti- veX) для наращивания функциональных возмож- ностей; возможность реагирования на любые со- бытия, которые возникают в Windows; полная компиляция программ в машинный код, понятный компьютеру, что способствует высокому быст- родействию программных продуктов. Таким образом, параллельно с разработкой но- вых поколений АЭ систем совершенствуется и их программное обеспечение, выполненное на базе современных достижений в области информа- ционных технологий и методов программирова- ния с учетом богатого опыта реального приме- нения АЭ, приобретенного как специалистами- разработчиками, так и многочисленными пользо- вателями АЭ систем. К характерным особеннос- тям программного обеспечения современных АЭ систем принадлежат: – стандартный интерфейс и чрезвычайно разнообразные графические и функциональные возможности; – оперативная справочная система; – полная совместимость с программным обес- печением Windows, что способствует мощной функции буфера обмена и созданию разнообраз- ных печатных отчетных форм; – поддержка форматов файлов разных АЭ систем, что позволяет осуществлять анализ и обработку полученных АЭ данных разными паке- тами программ и проводить сравнительный ана- лиз результатов обработки. Программное обеспечение самых распростра- ненных АЭ систем имеет развитые функции ра- боты с данными. В частности, различные спо- собы фильтрации данных, автоматическое пере- несение изменений в параметрах на все виды гра- фиков и таблиц, сортировка любых признаков АЭ сигнала и др. Если первые программные продукты АЭ систем включали лишь базовый набор функций сбора и обработки сигналов АЭ, то с помощью существующего ППО значительно расширяется спектр методов АЭ диагностирования. К ним принадлежат: разнообразные методы локации источников сигналов (линейная, плоскостная, ци- линдрическая, сферическая, мультитриплетная, трехмерная, корреляционная локация), алгорит- мы ручной и автоматической кластеризации, 12 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2010 спектрального, кластерного и корреляционного анализов, анализа форм волн и их классификации и др., а также самые современные методы циф- ровой обработки сигналов АЭ: быстрое преобра- зование Фурье, вейвлет-анализ, алгоритмы рас- познавания образов. Обработка АЭ данных мо- жет быть осуществлена в режиме реального времени и в режиме постобработки. Програм- мные системы позволяют вести глубокий ста- тистический анализ и накопление данных техни- ческого состояния объектов в мониторинговых системах диагностики. Последующее развитие ППО ориентировано на применение развитых технологий организации обмена данными, обеспечения управления АЭ сис- темами через сети Интранет и Интернет, соз- дание прикладных программных пакетов для тех- нической диагностики конкретного класса объек- тов и отдельных АЭ технологий. Развитие теоретических основ и совершенс- твование методов АЭ диагностирования, кото- рые реализуются в ППО АЭ систем, способствуют более эффективной обработке сигналов АЭ, что, в свою очередь, обеспечивает возможность качественной и точной диагности- ки и контроля технического состояния тех или иных объектов. 1. Деякі аспекти програмного забезпечення приладів акус- тичної емісії / В. Скальський, Б. Оліярник, Р. Сулим, Р. Плахтій // Вісник Нац. ун-ту «Львівська політехніка». Автоматика, вимірювання та керування. — 2005. — № 531. — С. 153–158. 2. Пристрої і установки для визначення тріщиностійкості і конструкційних матеріалів методом акустичної емісії / В. Р. Скальський, О. Є. Андрейків, М. В. Лисак та ін. — Львів, 1998. — 56 с. — (Препр./ НАН України. Фіз.-мех. ін-т; № 1/98). 3. Маслов Б. Я., Холькин О. И., Калинов Г. А. Прибор АМУР-6 для обнаружения дефектов с указанием их мес- тоположения // Дефектоскопия. — 1979. — № 12. — С. 5–8. 4. Анисимов В. К. Акустико-эмиссионный прибор АФ-34 и рекомендации по его эксплуатации // Там само. — 1985. — № 5. — С. 40–44. 5. Скальський В. Р., Коваль П. М. Акустична емісія під час руйнування матеріалів, виробів і конструкцій. Методо- логічні аспекти відбору та обробки інформації. — Львів: Сполом, 2005. — 396 с. 6. Vallen Systeme: The Acoustic Emission Company. — [Vir- tual Resource]. — Access Mode: URL: http://www.val- len.de/ software/index.html. 7. Диагностическая апаратура семейства «ЕМА» // Техн. диагностика и неразр. контроль. — 1994. — № 3. — С. 46–49. 8. MISTRAS 2001. AEDSP-32/16. User’s Manual. — Rev. 1. PAC Part Number 6300-1000. — 1995. — 300 p. 9. Скальський В. Р., Пустовий В. М., Бархан А. Портатив- ний накопичувач виборок сигналів акустичної емісії SVR-6 // Техн. диагностика и неразруш. контроль. — 1999. — № 3. — С. 35–46. 10. Скальський В. Р., Карпухін І. І. Модернізований порта- тивний накопичувач виборок сигналів акустичної емісії СК-7 // Зб. наук. праць ФМІ НАН України «Фізичні ме- тоди та засоби контролю середовищ, матеріалів та ви- робів», Київ–Львів, 2002. — Вип. 7. — С. 77–82. 11. Восьмиканальний портативний прилад акустичної емісії / В. Р. Скальський, Б. О. Оліярник, Р. М. Плахтій, Р. І. Сулим // Вісник «Радіоелектроніка та телекомунікації». — 2005. — № 1. — С. 23–30. 12. Скальський В. Діагностуємо не руйнуючи // Метали. Технології&Обладнання. — 2009. — № 24. — С. 9. 13. Mistras Group, Inc. — [Virtual Resource]. — Access Mode: URL: http://www.mistrasgroup.com. 14. Physical Acoustics Corporation. — [Virtual Resource]. — Access Mode: URL:http://www.pacndt.com. 15. Acoustic Emission Testing and Analysis Software. — [Virtual Resource]. — Access Mode: URL: http://www.pacndt.com /index.aspxigo=products&focus=Software.htm. 16. Noesis 5/ Envirocoustics S. A. — [Virtual Resource]. — Access Mode: URL: http://www.envirocoustics.gr/noesis/noesis.htm. 17. Диапак. Техническая диагностика. — [Электронный ре- сурс]. — Режим доступа: URL: http://www.diapac.ru/Soft- AE.php. 18. Vallen Systeme: The Acoustic Emission Company. — [Virtual Resource]. — Access Mode: URL: http://www.vallen.de. 19. AGU-Vallen Wavelet/ Vallen Systeme: The Acoustic Emis- sion Company. — [Virtual Resource]. — Access Mode: URL: http://www.vallen.de/wavelet/index.html. Фіз.-мех. ін-т ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів Надійшла до редакції 19.03.2010 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №3,2010 13
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102461
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 0235-3474
language Ukrainian
last_indexed 2025-12-07T16:39:11Z
publishDate 2010
publisher Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
record_format dspace
spelling Скальський, В.Р.
Станкевич, О.М.
Клим, Б.П.
Почапський, Є.П.
2016-06-12T02:07:26Z
2016-06-12T02:07:26Z
2010
Особливості програмного забезпечення акустико-емісійних засобів діагностування (Огляд. Повідомлення 1) / В.Р. Скальський, О.М. Станкевич, Б.П. Клим, Є.П. Почапський // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2010. — № 3. — С. 5-13. — Бібліогр.: 19 назв. — укр.
0235-3474
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102461
620.179.17
Розглянуто етапи становлення та розвитку прикладного програмного забезпечення (ППЗ) систем АЕ діагностики. Проведено порівняльний аналіз сучасного стану ППЗ АЕ-засобів провідних світових виробників. Особлива увага зосереджена на характеристиці функціональних можливостей програмних продуктів компаній PAC (США), «Diapac» (Росія), «Vallen Systeme» (Німеччина), «Bruel&Kjaer» (Данія), ТОВ «ИНТЕРЮНИС» (Росія), а також ППЗ АЕ-апаратури сімейства ЕМА (Iнститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України), АЕ-комплексу АКЕМ (Національний авіаційний інститут, Україна), сімейства портативних АЕ-засобів SKOP (Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України). Визначено пріоритетні напрямки та тенденції подальшого розвитку ППЗ систем АЕ-діагностування.
The stages of formation and development of application software (AS) for systems of AE diagnostics are considered. Comparative analysis of the current state of AF for AE devices of world leading manufacturers is performed. Particular attention is focused on characterizing features of software developed by PAC (USA), Diapac (Russia), Vallen Systeme (Germany), Bruel&Kjaer (Denmark), YNTERYUNYS Ltd (Russia) and AS applied in AE equipment of family EMA (The E.O.Paton Electric Welding Institute of National Academy of Sciences of Ukraine), AE complex AKEM (National Aviation Institute, Ukraine), the family of AE portable devices SKOP (Karpenko Physico-Mechanical Institute of National Academy of Sciences of Ukraine). Priorities and trends of further development of AS for systems of AE diagnostics are specified.
uk
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
Техническая диагностика и неразрушающий контроль
Научно-технический раздел
Особливості програмного забезпечення акустико-емісійних засобів діагностування (Огляд. Повідомлення 1)
Features of software of acoustic-emission diagnostic means (Review. Information 1)
Article
published earlier
spellingShingle Особливості програмного забезпечення акустико-емісійних засобів діагностування (Огляд. Повідомлення 1)
Скальський, В.Р.
Станкевич, О.М.
Клим, Б.П.
Почапський, Є.П.
Научно-технический раздел
title Особливості програмного забезпечення акустико-емісійних засобів діагностування (Огляд. Повідомлення 1)
title_alt Features of software of acoustic-emission diagnostic means (Review. Information 1)
title_full Особливості програмного забезпечення акустико-емісійних засобів діагностування (Огляд. Повідомлення 1)
title_fullStr Особливості програмного забезпечення акустико-емісійних засобів діагностування (Огляд. Повідомлення 1)
title_full_unstemmed Особливості програмного забезпечення акустико-емісійних засобів діагностування (Огляд. Повідомлення 1)
title_short Особливості програмного забезпечення акустико-емісійних засобів діагностування (Огляд. Повідомлення 1)
title_sort особливості програмного забезпечення акустико-емісійних засобів діагностування (огляд. повідомлення 1)
topic Научно-технический раздел
topic_facet Научно-технический раздел
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102461
work_keys_str_mv AT skalʹsʹkiivr osoblivostíprogramnogozabezpečennâakustikoemísíinihzasobívdíagnostuvannâoglâdpovídomlennâ1
AT stankevičom osoblivostíprogramnogozabezpečennâakustikoemísíinihzasobívdíagnostuvannâoglâdpovídomlennâ1
AT klimbp osoblivostíprogramnogozabezpečennâakustikoemísíinihzasobívdíagnostuvannâoglâdpovídomlennâ1
AT počapsʹkiiêp osoblivostíprogramnogozabezpečennâakustikoemísíinihzasobívdíagnostuvannâoglâdpovídomlennâ1
AT skalʹsʹkiivr featuresofsoftwareofacousticemissiondiagnosticmeansreviewinformation1
AT stankevičom featuresofsoftwareofacousticemissiondiagnosticmeansreviewinformation1
AT klimbp featuresofsoftwareofacousticemissiondiagnosticmeansreviewinformation1
AT počapsʹkiiêp featuresofsoftwareofacousticemissiondiagnosticmeansreviewinformation1