Спосіб радіотелеметричної передачі акустико-емісійної інформації

Реферат: Спосіб радіотелеметричної передачі акустико-емісійної інформації належить до методів неруйнівного контролю і може бути використаний для технічного діагностування матеріалів, виробів та елементів конструкцій великогабаритних об'єктів тривалої експлуатації із застосуванням методу акустичної емісії. Завдяки розділенню процесу збору, накопичення і передачі радіоканалом інформації між двома процесорами, спосіб дозволяє підвищити достовірність реєстрації сигналів акустичної емісії з мінімальними втратами інформації у процесі її відбору під час діагностування відповідальних об'єктів тривалої експлуатації. UA 100073 C2 (12) UA 100073 C2 UA 100073 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до методів неруйнівного контролю і може бути використаний для підвищення достовірності реєстрації імпульсів акустичної емісії (АЕ) з мінімальними втратами інформації у процесі її відбору. Відомий спосіб телеметричної передачі акустичної інформації, що полягає у використанні багатоканальної АЕ-системи з послідовним високошвидкісним цифровим каналом передачі даних по безпровідному зв'язку [1]. Стійка передача даних по безпровідній лінії зв'язку забезпечується в радіусі 500 метрів. В деяких випадках з використанням направлених антен дальність дії системи становить близько 1 км. Недоліком способу є використання для забезпечення безпровідного зв'язку частотного модулятора з фіксованими несучими частотами, що не дозволяє оперативно вибирати вільні канали за наявності завад, а також використовувати зіркові чи стільникові мережеві топології зв'язку. Близьким за технічною суттю є спосіб телеметричної передачі АЕ-інформації системою "Радіоканал" компанії РАС [2] Її основою є вузол, що складається з первинного перетворювача АЕ (ПАЕ) з модулем, який здійснює вимірювання параметрів сигналів АЕ, їх форми і передачу цих параметрів у цифровому вигляді радіоканалом у приймальну станцію - базу. База, у свою чергу, з'єднується з комп'ютером каналом USB, від якого отримує електроживлення. Вузли, розроблені на основі спеціальних малоспоживаючих мікросхем, дозволяють працювати протягом 4 годин. Недоліком цього способу є застосування швидкодіючих процесорів та аналого-цифрових перетворювачів, що зумовлює безперервну роботу радіоканалу, неминучі втрати інформації та підвищення енергоспоживання, яке обмежує час безперервної роботи. Найближчим за технічною суттю є спосіб телеметричної передачі інформації бездротової системи моніторингу будівельних конструкцій "Геотек". Система побудована на основі найпростішої зіркоподібної топології з центром у точці доступу, яка є портом до базової станції (персональний комп'ютер оснащений постійним живленням і спеціальним апаратним і програмним забезпеченням). Вона має можливість комунікації з віддаленими користувачами каналами мобільного зв'язку. Система складається з вхідних сигнальних ланок, в яких проводиться первинна обробка вхідного сигналу, що надходить з первинного перетворювача, мікропроцесора, однією зі складових частин якого є аналого-цифровий перетворювач, що виконує дискретизацію вхідного сигналу, компаратор, в якому проводитися фіксація перевищення вхідного сигналу над порогом. До мікропроцесора через інтерфейс SPI під'єднаний модуль приймача-передавача, що забезпечує передачу інформації у радіоканал [3]. Недоліком цього способу є низька швидкодія, оскільки використовують моніторинг відносно повільних процесів, таких як вимірювання температури, вологості, деформації. Задачею винаходу є підвищення швидкодії заявленого способу. Задача вирішується тим, що в способі радіотелеметричної передачі акустико-емісійної інформації, що полягає у реєструванні і накопиченні отриманої на об'єкті контролю акустикоемісійної інформації з наступною її передачею за допомогою радіоканалу на віддалений базовий пристрій, згідно з винаходом використовують послідовно з'єднані спільним інтерфейсом два мікроконтролери, одним з яких постійно реєструють, накопичують і стискають акустико-емісійну інформацію, а другим - паралельно передають її радіоканалом. Запропонований спосіб радіотелеметричної передачі акустико-емісійної інформації полягає в тому, що процес відбору і накопичення АЕ-інформації та її передачі радіоканалом розділений між 2-ма процесорами, з'єднаними спільним інтерфейсом. Це дало змогу підвищити достовірність реєстрації сигналів АЕ з мінімальними втратами інформації у процесі її відбору під час діагностування об'єктів довготривалої експлуатації, що підвищує його швидкодію. На кресленні приведено структурну схему способу. Його суть полягає у тому, що один мікроконтролер 8 (CPU2) призначений для збору та накопичення АЕ-інформації. В певний момент часу всі накопичені зареєстровані дані про сигнали АЕ з мікроконтролера 8 (CPU2) переносять в мікроконтролер 9 (CPU1), де доповнюють байтами службової інформації та передають у модуль приймача-передавача 10 (RF) так, щоб передати в ефір по вільному радіоканалу. Після чого мікроконтролер 8 знову переходить в режим накопичення зареєстрованих сигналів, а мікроконтролер 9 слідкує за готовністю радіоканалу і приймає керуючі та синхронізуючі команди з віддаленого базового пристрою. Завдяки такій організації обміну даними між 2-ма мікроконтролерами вдалося здійснити передачу радіоканалом інформативних даних на базовий пристрій цілими масивами подій, а не інформацію лише про одну подію АЕ. Згідно з протоколами передачі цифрових даних, що регламентують передачу супроводжуючої службової інформації разом з корисною, службова 1 UA 100073 C2 5 10 15 20 25 інформація передається тільки один раз з великим масивом інформативних даних, що дало можливість скоротити кількість сеансів зв'язку та зменшити загальний час роботи в передавальному режимі. Відбір інформативного сигналу АЕ починають з моменту перевищення сигналом попередньо встановленого рівня дискримінації у компараторі 7. АЕ-інформація у цифровому вигляді з аналого-цифрового перетворювача 6 (фіг. 1) накопичується у внутрішній пам'яті мікроконтролера 8. Мікроконтролер 9 є ведучим і служить для керування та синхронізації роботи всіх модулів, налагодження сеансів зв'язку радіоканалом з віддаленим базовим пристроєм. Зокрема мікроконтролер 9 встановлює коефіцієнт підсилення підсилювача аналогового тракту 2, смугу пропускання фільтрів низької 3 та високої 4 частот, керує режимом роботи детектора 5, задає поріг дискримінації компаратора 7 та зчитує накопичений масив даних про події АЕ з мікроконтролера 8. Два мікроконтролери (8 і 9) обмінюються службовою інформацією по цифровій шині SP1 і забезпечують прийом і передачу необхідної інформації приймача-передавачем 10 та підсилювачем потужності 11. Таким чином, заявлений спосіб ґрунтується на розподілі функцій збору, накопичення і стискання АЕ-інформації та передачі її на базовий пристрій 2-ма процесорами, що забезпечує підвищення достовірності реєстрації сигналів АЕ. Це дозволяє з мінімальними втратами інформації діагностувати об'єкти тривалої експлуатації. Джерела інформації: 1. Акустико-эмиссионные системы A-Line 32D (DDM/R) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.avek.ru/equipment/?section_ id= 107&item id=841 2. Система регистрации АЭ "Радиоканал" [Электронный ресурс] // ДИАПАК. - Режим доступа: URL: http://www.diapac.ru/Wireless.php. 3. Автоматизированная оценка состояний конструкций зданий и сооружений [Электронный ресурс] // ГЕОТЕК. - Режим доступа: URL: http://www.geoteck.ru/. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 Спосіб радіотелеметричної передачі акустико-емісійної інформації, що полягає у реєструванні і накопиченні отриманої на об'єкті контролю акустико-емісійної інформації з наступною її передачею за допомогою радіоканалу на віддалений базовий пристрій, який відрізняється тим, що використовують послідовно з'єднані спільним інтерфейсом два мікроконтролери, одним з яких постійно реєструють, накопичують і стискають акустико-емісійну інформацію, а другим паралельно передають її радіоканалом. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2