Monitorización de la salud estructural de los suelos de tanques de almacenamiento sobre tierra llenos de líquido: Un enfoque de inversión temporal para la localización de fuentes de emisiones acústicas
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[1] Universidad del Valle (Colombia)
Universidad del Valle (Colombia)
Colombia
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- Localización: Eco matemático, ISSN-e 2462-8794, ISSN 1794-8231, Vol. 11, Nº. 1, 2020 (Ejemplar dedicado a: Enero-Junio), págs. 79-89
- Idioma: español
- Títulos paralelos:
- Structural health monitoring of liquid filled above ground storage tank floors: a time-reversed approach to acoustic emission source location
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Resumen
- español
Emision Acústica (AE) es una metodología exitosa y que ha sido probada de Ensayos No-Destructivos (NDT) comúnmente utilizada para determinar daño en el piso de tanques de almacenamiento. Tradicionalmente la localización de fuentes de AE en el piso del tanque se realiza utilizando únicamente las formas de onda que han viajado directamente de la fuente al sensor (golpe directo). Las formas de onda capturadas después correspondientes a las reflecciones son identificadas y eliminadas. Este artículo propone un nuevo algoritmo de localización de fuentes de AE en tanques que considera una combinación de ondas reflejadas y golpes directos. El algoritmo propuesto se basa en acústica de tiempo-inverso y la teoría de rayos. La metodologia usa el concepto de acústica de tiempo-inverso en el cual una onda detectada en cualquier lugar se puede dirigir de nuevo a la fuente cuando se recrea en el lugar de detección. Entonces, la metodología desarrollada aquí toma el tiempo al cual la onda llega al sensor y la envía de vuelta como si el tiempo se hubiera devuelto. La teoría de Rayos se utiliza en la metodología para considerar la forma en la que el frente de onda se refleja cuando encuentra un obstáculo tal como la pared del tanque. El punto de intersección de todos los frentes de onda es identificado utilizando un algoritmo de optimización. Este punto donde todos los frentes se intercepta es considerado el punto de localización de la fuente. El algoritmo de localización considera el primer camino o el camino directo de la fuente a los sensores combinado con la reflecciones obtenidas por los frentes de onda que rebotaron de las paredes del tanque. El algoritmo de localización propuesto fue validado usando datos numéricos de un tanque de 176 pies de diámetro y datos experimentales usando datos de AE provenientes de un tanque de 55 pies de diámetro.
- English
Acoustic Emission (AE) is a proven successful Non-Destructive Testing (NDT) method to assess the state of storage tank floors. Traditional AE source location in tanks floors is performed using only the wavefronts that have traveled directly from the source to the sensor (direct hit). The wavefronts captured after reflected from the tank walls are identified and discarded. This paper proposes a new AE source location algorithm in tanks that considers a combination of reflections and direct hits. The proposed algorithm is based on time-reversed acoustics and ray theory. The methodology uses the concept of time-reversed acoustics in which a wave detected at any location can be directed back to the source when re-created at the detection place. Therefore, the developed approach takes the time at which each wave arrives to the sensor and sends it back as if time had reversed. Ray theory is used in the methodology to account for the way in which the wavefront is reflected when encounters an obstacle such as the walls of the tank. Then, the point of intersection of all wavefronts is identified using an optimization algorithm. This point where all wavefronts intersect is considered the location of the source. The location algorithm considers the first path or direct hits from the source to the sensors combined with reflections obtained by wavefronts bouncing from the tank walls. The proposed location algorithm was validated using numerical data from 176ft diameter tank and experimentally using AE data from a tank 55ft diameter.
- español
