Optimalizace ultrazvukového detektoru úniků pneumatického systému

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem a optimalizací vyměnitelných modulů pro lokalizaci vzduchem šířeného ultrazvuku v rámci konstrukčního návrhu ultrazvukové sondy. Využitím technologie rapid prototyping bylo vyrobeno několik sérií těchto modulů, které byly následně testovány na uměle vytvořeném zdroji úniku. Na základě těchto verifikačních experimentů byly vybrány a upraveny dva typy, které pokrývají široké použití při identifikaci úniků v pneumatickém systému, tj. modul pro dlouhý dosah pro přesnější a rozšířený dosah detekce úniku a fokusační nástavec pro zúžení přijímaného pásma skenovacího modulu a eliminaci okolního ultrazvuku. Součástí práce je také analýza akustického signálu zpracovaného na moderních analyzátorech akustické emise, které umožňují kromě záznamu standardních parametrů také kontinuální vzorkování až do 10 MHz a dále konstrukční řešení uchycení přídavných modulů na detektor. Práce je tak přínosná z hlediska rozšíření povědomí o problematice měření úniků, výroby prototypů za použití 3D tisku a vytvoření návrhu a hotových modulů.

The thesis deals with design and optimization of exchangeable modules for localization of air distributable ultrasound in concept of ultrasound probe design. Several series of these modules were manufactured using the technology of rapid prototyping and tested on artificially created source of air leak. Based on these verification experiments two types covering wide use for identification of pneumatic systems leaks were selected and modified. These two types are long range module for more accurate and expended reach of the leak detection and focusing attachment for narrowing the received range of scanning module and elimination of surrounding ultrasound. Part of the thesis is also analysis of the acoustic signal processed by modern acoustic emission analysers which allow besides standard parameters recording also continuous sampling up to 10 MHz and design solution for attachment of add-on modules to the detector. The thesis is beneficial for raising awareness of leak measurements, prototype manufacturing by using the 3D printing and designing and manufacturing of modules.