Real-time system based on FPGA applied to self-excited acoustical system for stress change measurement

• Autorzy: Kwaśniewski J. , Dominik I. , Lalik K.

Warianty tytułu

PL

System czasu rzeczywistego oparty o FPGA zastosowany w samowzbudnym akustycznym systemie pomiarowym do pomiaru zmian naprężeń

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper the real-time system based on FPGA applied to control the delay time in feedback loop of the Self-excited Acoustical System is presented. The system can be used for stress change measurement in elastic constructions. Stress changes manifest themselves in small but detectable variations of resonance frequency. This phenomenon can be used to indirect measure stress changes in the material. In the article the limits of the measurement system which occurred during research on the analogue version of the system were eliminated by applying FPGA technology.

PL

W artykule przedstawiono wykorzystanie systemów czasu rzeczywistego i układów FPGA do sterowania opóźnieniem pętli sprzężenia zwrotnego w Samowzbudnym Systemie Akustycznym do pomiaru zmian naprężeń w konstrukcjach sprężystych. Zjawisko to może zostać użyte do pośredniego pomiaru naprężeń w konstrukcjach. W artykule wskazano ograniczenia układu pomiarowego, które zostały wyeliminowane dzięki zastosowaniu systemów czasu rzeczywistego oraz układów FPGA.

Słowa kluczowe

EN

real-time computing; field programmable gate array (FPGA); computer supported experiment

PL

systemy czasu rzeczywistego; układy FPGA; komputerowe systemy nadzoru

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 110, z. 1-M
• Strony: 205--212
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il., wz., wykr.

Twórcy

autor

Kwaśniewski J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Process Control

autor

Dominik I.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Process Control

autor

Lalik K.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Process Control

Bibliografia

• [1] Kwaśniewski J., Dominik I., Konieczny J., Lalik K., Sakeb A., Application of self-excited acoustical system for stress changes measurement in sandstone bar, Journal of Theoretical and Applied Mechanics ; ISSN 1429-2955, 2011, vol. 49, no. 4.
• [2] Bobrowski Z., Chmiel J., Dorobczyński L., Kravtsov Y.A., Ultrasonic system for monitoring stress changes and deformations in the ship hull, EXPLO SHIP, ISSN 0209-2069, 2004.
• [3] Bogusz W., Engel Z., Giergiel. J., Drgania i szumy, Wydawnictwo Geologiczne, Warszawa 1974.
• [4] Deputat J., Mackiewicz S., Szelążek J., Problemy i techniki nieniszczących badań materiałów – wybrane wykłady, GAMMA, 2007.
• [5] Kwaśniewski J., Dominik I., Konieczny J., Kravtsov Y., Sakeb A., Experimental system for stress measurement in rock. 9th Conference on Active noise and vibration control methods, Kraków–Zakopane, Poland, May 24–27, 2009.
• [6] Gordienko V., Aleksandr D., Konovalov A., Kurochkin N., Putivskii Y., Panchenko V., Ul’yanov A., Autodyne effect in the presence of laser-induced hydrodynamic flows and its use in identification of the type of biotissue in the course of its destruction, Quantum electronic, Volume 26, Number 10, 1996.
• [7] Chen Ch., Ultrasonic & Advanced Methods For Nondestructive Testing & Material Characterization, ISBN-10: 9812704094World Scientific Publishing; 1 edition, 2007.
• [8] Washer G.A., Green R.E., Pond Jr. R.B., Velocity Constants for Ultrasonic Stress Measurement in Prestressing Tendons, Federal Highway Administration NDE Validation Center, 6300 Georgetown Pike, McLean, VA 22101, USA.
• [9] Barszcz T., Randall R.B., Application of spectral kurtosis for detection of a tooth crack in the planetary gear of a wind turbine, Mechanical Systems and Signal Processing; ISSN 0888-3270, 2009, vol. 23.
• [10] Jamro E., Cioch W., Digital signal acquisition and processing in FPGAs, Przegląd Elektrotechniczny = Electrical Review, ISSN 0033-2097, 2009.
• [11] Jamro E., Wiatr K., Dynamic constant coefficient convolvers implemented in FPGAs, Field-Programmable Logic and Applications: reconfigurable computing is going mainstream: 12th international conference, FPL 2002: Montpellier, France, September 2–4, 2002.
• [12] Jamro E., FPGA implementation of high speed diagnostic systems, Polish Journal of Environmental Studies, ISSN 1230-1485, 2007, vol. 16, no. 4B.
• [13] Penczek A., Stala R., Stawiarski Ł., Szarek M., Hardware-in-the-Loop FPGA-based simulations of switch-mode converters for research and educational purposes, Przegląd Elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, 2011, R. 87, nr 11.
• [14] Abraham R., Marsden J.E., Foundations of mechanics, Benjamin/Cummings (1978) MR0515141 (http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0515141) Zbl 0393.70001 (http://www.zentralblattmath.org/zbmath/search/?q=an%3A0393.70001).