Generator pomiarowy dużej mocy do diagnostyki ultradźwiękowych układów drgających dla Przemysłu 4.0

• Autorzy: Kluk P. , Gostkowski H. , Milewski A. , Kardyś W. , Kogut P. , Kiełbasiński M. , Młynarski B. , Nafalski L. , Krzemiński Ł.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2018.12.3

Warianty tytułu

EN

High Power Measurement Signal Source For Industry 4.0 Ultrasonic Stack Diagnostics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono praktyczną realizację generatora fali sinusoidalnej o mocy dysponowanej 2 kW, przeznaczonego do diagnostyki ultradźwiękowych układów drgających [1-3] stosowanych w technologiach przemysłowych zgrzewania i wycinania ultradźwiękowego. Do generacji sygnału pomiarowego wykorzystano bezpośrednią syntezę cyfrową (DDS) oraz akustyczny wzmacniacz mocy klasy H. Generator realizuje pomiar impedancji elektrycznej przetwornika ultradźwiękowego [4-7] w zakresie częstotliwości od 18 do 62 kHz, z rozdzielczością przestrajania nie gorszą niż 0,1 Hz. Interfejs WiFi umożliwia wykorzystywanie generatora jako źródło sygnału pomiarowego w rozproszonym systemie pomiarowym zgodnym z koncepcją Przemysłu 4.0 - np. w systemie inteligentnych modułów IoT do analizy rozkładu amplitudy drgań mechanicznych sonotrody przedstawionym w [1].

EN

The paper presents the practical implementation of a sine wave generator, with rated power 2 kW designed for ultrasonic stack [1-3] diagnostic. A direct digital synthesis (DDS) and an H-class power amplifier were used to generate the measurement signal. The generator performs measurements of ultrasound transducer electrical impedance [4-7] in the frequency range 18 to 62 kHz with scanning resolution not worse than 0,1 Hz. The WiFi interface allows the generator to be used as a signal source in a distributed measurement system compatible with the Industry 4.0 concept - e.g. in the system of IoT devices for sonotrode vibration distribution analysis shown in [1].

Słowa kluczowe

PL

ultradźwiękowy generator pomiarowy; diagnostyka ultradźwiękowych układów drgających; metrologia 4.0

EN

Ultrasonic Signal Generator; Ultrasonic Stack Diagnostic; Metrology 4.0

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 59, nr 12
• Strony: 11--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Kluk P.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, ul. Ratuszowa 11, 03-450, Warszawa

autor

Gostkowski H.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, ul. Ratuszowa 11, 03-450, Warszawa

autor

Milewski A.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, ul. Ratuszowa 11, 03-450, Warszawa

autor

Kardyś W.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, ul. Ratuszowa 11, 03-450, Warszawa

autor

Kogut P.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, ul. Ratuszowa 11, 03-450, Warszawa

autor

Kiełbasiński M.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, ul. Ratuszowa 11, 03-450, Warszawa

autor

Młynarski B.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, ul. Ratuszowa 11, 03-450, Warszawa

autor

Nafalski L.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, ul. Ratuszowa 11, 03-450, Warszawa

autor

Krzemiński Ł.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, ul. Ratuszowa 11, 03-450, Warszawa

Bibliografia

• [1] P. Kluk, H. Gostkowski, ł. Krzemiński, A. Milewski, M. Kiełbasiński, W. Kardyś, P. Kogut, R. Przybysz, (2017) "System inteligentnych modułów IoT do analizy rozkładu amplitudy drgań mechanicznych sonotrody", Elektronika nr 12/2017, DOI: 10.15199/13.2017.12.10.
• [2] L. Książek, P. Kluk, (2010) "Wybrane zastosowania techniki ultradźwiękowej w mechatronice", Elektronika nr 10/2010.
• [3] A. Milewski, P. Kluk, W. Kardyś, P. Kogut, (2015) "Modelling and Designing of ultrasonic Welding Systems", Archives of Acoustics, DOI: 10.1515/aoa-2015-0011.
• [4] P. Kluk, P. Kogut, A. Milewski, (2011) "Automatycznie sterowany ultradźwiękowy generator mocy", Elektronika nr 9/2011.
• [5] W. Kardyś, A. Milewski, P. Kogut, P. Kluk, (2013) "universal ultrasonic Generator for Welding", Acta Physica Polonica A, DOI: 10.12693/APhysPolA.124.456.
• [6] W. Kardyś, A. Milewski, P. Kogut, P. Kluk, M. Kiełbasiński, (2017) “A new type of high power ultrasonic generator for welding and cutting processes", HYDROACOuSTICS.
• [7] M. Prokic, (2004) “Piezoelectric Transducers Modeling and Characterization", e-book from http://www.mpiultrasonics.com, Published in Switzerland by MPI, Copyright © by MPI, August.
• [8] M. Radmanović, D. Mančić, (2004) "Design and modeling of the power ultrasonic transducers", e-book from http://www.mpiultrasonics. com, Published in Switzerland by MPI, Copyright © by MPI, August.
• [9] P. Kogut, A. Milewski, P. Kluk, W. Kardyś, (2016) "Designing the 40 kHz Piezoelectric Sandwich Type ultrasonic Transducer", Springer International Publishing, DOI: 10.1007/978-3-319- 26886-6_11.
• [10] P. Kluk, P. Prystupiuk, (2008) "Wirtualny przyrząd pomiarowy do wyznaczania charakterystyk częstotliwościowych układów drgających zgrzewarek ultradźwiękowych", Elektronika nr 12/2008.
• [11] P. Kluk, A. Milewski, W. Kardyś, P. Kogut, P. Michalski, (2013) "Measurement system for parameter estimation and diagnostic of ultrasonic transducers", Acta Physica Polonica A, DOI: 10.12693/APhysPolA.124.468.
• [12] W. Kardyś, A. Milewski, P. Kluk, P. Kogut, (2013) "Liniowy stopień mocy do pomiarów nieliniowych właściwości systemów ultradźwiękowych", Elektronika nr 4/2013.
• [13] http://www.st.com/en/microcontrollers/stm32l432kc.html.
• [14] https://www.mbed.com/.
• [15] R. Przybysz, (2011) "Cyfrowa regulacja amplitudy sygnału wyjściowego z układu cyfrowej syntezy częstotliwości", Elektronika nr 7/2011.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).