اشتراک گذاری با دوستان
وضعیت: بسته
شماره سند:
تاریخ انتشار: ۱۴۰۰/۰۹/۰۳
مهلت ارسال پیشنهاد: ۱۴۰۰/۰۹/۲۰
فرصت‌ها: براساس پیشنهاد‌ها قابل مذاکره خواهد بود.
تماس : ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۶۳ – ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۴۳
ارسال پروپوزال‌ها: https://ghazal.inif.ir/grant
ضرورت مسئله
آزمون آکوستیک اِمیشن (نشر صوتی) یک روش نوین و پیشرفته در زمینه‌های آزمون غیر مخرب (Non Destructive testing) است. این روش در محدوده گسترده‌ای از کاربردهای قابل‌استفاده آزمون‌های غیر مخرب نظیر بازرسی مخازن تحت‌فشار فلزی، سیستم‌های لوله‌کشی، راکتورها و غیره گسترش یافته است و می‌توان برای تشخیص و موقعیت‌یابی عیوب مختلف در سازه‌های تحت بار و اجزای آن‌ها استفاده کرد. حدود 1100 مخزن ذخیره بزرگ نفتی در کشور وجود دارد که حداقل هر 5 سال باید توسط روش آکوستیک اِمیشن بازرسی شوند. علاوه بر این هزاران مخازن تحت فشار وجود داشته که نیاز به بازرسی آن ضروری می‌باشد.
آزمون آکوستیک اِمیشن یک تکنیک غیرفعال است که پالس‌های فراصوتی منتشرشده به‌وسیله منابع مختلف درون ماده را در لحظه وقوع آن تحلیل می‌کند و تفاوت اصلی آن با روش‌های اولتراسونیک یا پرتونگاری نیز همین است، درحالی‌که در این دو روش برای به دست آوردن اطلاعات راجع به قطعه موردنظر نیاز به اعمال انرژی خارجی است، در روش آکوستیک انرژی آزادشده از ماده موردنظر مرجعی برای کار بازرسی است. تخلیه سریع انرژی از یک منبع متمرکز در درون جسم باعث ایجاد امواج الاستیک گذرا به‌صورت صوت و انتشار آن‌ها در ماده می‌شود که این پدیده را آکوستیک اِمیشن می‌نامند، این امواج در ماده سیر می‌کنند و به سطح آن می‌رسند.
دستگاه آکوستیک اِمیشن به دلیل حجم داده‌برداری بالا، حجم بالای انتقال داده‌ها و طیف مختلف سیگنال‌های دریافتی از سنسورهای مختلف (سنسورهای رزونانسی و سنسورهای با پهنای باند وسیع)، یکی از دستگاه‌های پیشرفته بازرسی غیر مخرب است و یکی از مهم‌ترین کاربردهای آن، بازرسی مخازن تحت‌فشار و مخازن نگه‌دارنده سیالات نفتی می‌باشد. این شرکت در زمینه طراحی و ساخت دستگاه آکوستیک اِمیشن چهار کاناله موفق بوده است، بااین‌وجود این دستگاه کاربرد آزمایشگاهی داشته و امکان ارائه خدمات صنعتی مقدور نمی‌باشد.
مشروح مسئله تحقیقاتی
به‌منظور بازرسی مخازنِ تحت‌فشار، مخازن نگه‌دارنده سیالات نفتی و کاربردهای صنعتی نیاز به دستگاه با حداقل هشت کانال می‌باشد. این دستگاه شامل پیش تقویت‌کننده، بُرد دریافت‌کننده داده‌ها و نرم‌افزار نمایش و تحلیل داده است. یکی از چالش‌های این دستگاه حذف/کاهش نویز زمینه می‌باشد.
در این دستگاه از یک بخش آمپلی‌فایر برای هر کانال استفاده می‌شود. این تقویت‌کننده باید به نحوی باشد که اولاً سیگنال‌های ضعیف اصلی را حذف ننماید، ثانیاً در صورت وجود دو سیگنال همزمان قوی و ضعیف باعث اشباع شدن سیستم نگردد. در مرحله بعدی، بُرد دریافت‌کننده شامل دو بخش آنالوگ و دیجیتال می‌باشد. در بخش آنالوگ، فیلترهای مختلف در باندهای مختلف فرکانسی طراحی می‌گردند. در بخش دیجیتال، از یک پردازنده قوی FPGA استفاده می‌گردد که از خانواده Xilinx می‌باشد. یکی از نکات مهم در طراحی این بخش تعیین اتفاق آکوستیکی به‌طور مشخص می‌باشد. بدین منظور پارامترهایی مانندHDT و HLT باید در کد FPGA لحاظ گردند. همچنین یک حافظه جانبی قوی برای ذخیره‌سازی و ارسال آن به کامپیوتر نیاز می‌باشد. برای انتقال داده‌ها از رابط USB3.0 به کامپیوتر استفاده می‌شود.
پس از انتقال به کامپیوتر، داده‌ها در یک نرم‌افزار نمایش داده می‌شود. نرم‌افزار مربوطه می‌بایست الگوریتم‌هایی همانند نمایش آنلاین داده‌ها، مکان‌یابی ، تعیین حد آستانه را پوشش دهد. چالش بعدی طراحی و ساخت قاب این دستگاه می‌باشد که باید نویزهای الکترومغناطیسی بیرونی بر مدارات آن تأثیرگذار نباشد.
بدین منظور لازم است مجری در گام اول، به طراحی و شبیه‌سازی سیستمی و الگوریتمی بُرد پردازنده اصلی (آنالوگ و دیجیتال) و پریآمپلیفایر بپردازد، سپس سخت‌افزار بُرد پردازنده اصلی (آنالوگ و دیجیتال) و پری آمپلی‌فایر را طراحی نماید. در گام سوم، کدهای پردازنده بُرد اصلی را پیاده‌سازی نماید و در نهایت نرم‌افزار نمایش و پردازش داده‌ها را پیاده‌سازی کند.
گام‌های تحقیق
- طراحی و شبیه‌سازی سیستمی و الگوریتمی بُرد پردازنده اصلی (آنالوگ و دیجیتال) و پریآمپلیفایر
- طراحی سخت‌افزار بُرد پردازنده اصلی (آنالوگ و دیجیتال) و پری آمپلی‌فایر
- پیاده‌سازی کدهای پردازنده بُرد اصلی
- پیاده‌سازی نرم‌افزار نمایش و پردازش داده‌ها
خروجی‌های مورد انتظار تحقیق
- دستیابی به ویژگی‌های موجود در دستگاه چندکاناله AMSY-6 مربوط به شرکت Vallen؛
- قابلیت نمونه برداری دیتای ورودی با دقت 16 بیت از 8 کانال به صورت همزمان با نرخ نمونه برداری 25 MSPS
- محدوده دامنه ولتاژ سیگنال خروجی تقویت کننده ±10V ولت برای سیگنال های با فرکانس 3kHz – 1MHz
- دستیابی به فناوری بُرد پردازشی سرعت بالای هشت کاناله جهت به‌کارگیری در دستگاه آکوستیک اِمیشن
- دستیابی به نرم‌افزار نمایش، پردازش و تحلیل داده‌ها به‌صورت آنلاین
الزامات تحقیق
- پاس نمودن شرایط استاندارد EN13477-1&2- Non-destructive testing. Acoustic emission. Equipment characterization
- در راستای توسعه این دستگاه نیاز به ست‌آپ های آزمایش است که در شرکت متقاضی موجود می‌باشد؛
- تجهیزات آزمایشگاهی و اندازه‌گیری الکتریکی مانند انواع اسیلوسکوپ، مولتی‌متر و …
- سنسورهای آکوستیک امیشن
تجهیزات مونتاژ بُرد الکترونیکی
معیارهای ارزیابی و انتخاب مجری
- تحصیلات و سوابق تیم تحقیقاتی و تناسب آن با مسئله
- رویکرد فنی تیم تحقیقاتی به مسئله
- دسترسی به تجهیزات آزمایشگاهی و مواد اولیه و سایر الزامات اجرای تحقیق
- زمان و هزینه اجرای تحقیق
تسهیم مالکیت فکری
- مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
- مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌وکار شرکت متقاضی، منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری تماماً متعلق به شرکت متقاضی بوده و مجری صرفاً حق‌الزحمه اجرای پروژه تحقیقاتی را دریافت خواهد کرد.
روش ارسال پیشنهاد
پروپوزال‌ها صرفاً باید در چارچوب موردنظر صندوق نوآوری و شکوفایی، تدوین و حداکثر تا تاریخ 20 آذرماه 1400 در سامانه غزال به آدرس https://ghazal.inif.ir/grant ارسال شوند. پروپوزال‌هایی که در چارچوبی غیرازآن، یا به روش‌های دیگر به دست صندوق برسند، وارد فرایند ارزیابی نخواهند شد.