Development of an Automatic Commissioning Station for Acoustic Emission Sensors

Abstract

A empresa Indtact, sediada em Würzburg - Alemanha, necessita de uma plataforma para testar o novo sensor de emissão acústica (AE), denominado smartPredict 2.0, com o objetivo de alcançar um excelente padrão de qualidade nos seus produtos. Esse novo dispositivo é uma solução simples para realizar análise de AE, é também um dispositivo conectado com a ideias da indústria 4.0. Esses testes serão um último passo antes de enviar o produto ao cliente, esses testes são usualmente denominados controle de qualidade de manufatura ou comissionamento. O sensor de Emissão Acústica é importante para medir ondas acústicas ou pulsos em um material. Análise de AE é um teste não destrutivo e pode ser utilizado em muitas diferentes aplicações: monitoramento de ferramentas, detecção de falhas, controle de processos, etc. Essa plataforma é parte software e parte hardware. Os testes são manuais e automáticos. Os testes automáticos são realizados gerando um sinal com uma espécie de alto falante e medindo com o sensor que se encontra em análise. Técnicas de estatística e processamento de sinais são utilizadas para analisar os dados e verificar se o sensor possui uma boa qualidade e pode ser enviado ao cliente. Utilizando os dados medidos no tempo uma FFT é gerada e é importante para extrair uma variedade de informações, como: pico, frequência de pico, o módulo da FFT, a média da FFT, etc. Utilizando esses dados obtidos da FFT serão realizados três testes: a análise da frequência de pico global, dos picos locais (se houver) da FFT e um teste da integral da FFT, somente se todos esses testes estiverem corretos o sensor está aprovado. Esses testes serão repetidos diversas vezes em diferentes frequências. O software é escrito utilizando diferentes linguagens/ferramentas tais como QT/C++, Python, Html, Labview e outros. Esse supervisório é utilizado para salvar todos os dados dos testes e gerar relatórios, e também auxiliar o usuário durante os testes. Os testes automáticos conectam com o computador utilizando o sistema Analog Discovery 2 e esse sistema também será responsável por gerar um sinal em determinada frequência controlada. Um emissor de ondas de som anexado à mesma superfície do sensor é a plataforma física do sistema. Este projeto combina uma solução que permite realizar os testes e também salvar todos os dados.

The company Indtact GmbH, based in Würzburg - Germany, needs a platform to test a new Acoustic Emission (AE) device called smartPredict 2.0 in order to achieve the highest quality in its products. This new device is a easy multi-sensor solution to perform AE analysis and it provides a strong connection with the 4.0 industry. The tests are the last step before sending to the clients, which are usually called manufacture quality control or commissioning. An Acoustic Emission sensor is useful to measure acoustic waves or pulses inside a material. AE analysis is a nondestructive measurement technique and can be used in many applications: monitoring tools, fault detection, control processes, etc. This platform involves software and hardware, with manual and automatic tests. The automatics tests are performed generating a signal and measuring with the sensor in the analysis. Signal processing and statistics techniques are used to analyze the data and check if the sensor meets the commissioning requirements. Using the data measured in the time domain an FFT is generated in which it is interesting to extract a range of informations: global and local peak, global and local peak frequency, mean frequency, and other variables. Using the FFT informations three different tests will be performed: the analysis of the global peak, the FFT local peak and the integral of the FFT test, only if the three tests are correctly verified then the sensor is approved. The three tests will be repeated in many different frequencies. The software is written using different languages/tools, as QT/C++, Python, Html, Json, Labview and others. The main program is written with QT/C++ and the other modules with the other languages/tools. This supervisory is useful to save all the data from the tests and generate reports, also guide the user on the tests. The automatic tests connect with the computer using an Analog Discovery 2 board and the board is also used to generate the signal on a certain controlled frequency. A sound wave generator attached to the same surface of the sensor is the physical platform of the system. This project combines a solution that allows to perform the tests and also save all the data. The platform ensure the company to provide a product with quality for the clients.