Denna rapport genomgår ett produktutvecklingsarbete för Husqvarna genom ett examensarbete på Jönköpings Tekniska Högskola. Projektet var att integrera ett datainsamlingssytem (H-DAS), Akustisk emissions sensor (AE-sensor) samt en display in i motorsågen 540 iXP. Syftet var att utveckla designlösningar för att kunna integrera mätsystem i motorsågen, systemet ska även klara av motorsågens förhållande samt tilltala Husqvarnas designspråk.   För att veta hur de olika designlösningarna ska se ut, samt var mätsystemen ska placeras, monterades motorsågen isär. Då en display ska integreras synlig för användaren behövdes en bättre bild på vad användaren har för krav på placering av display och en förstudie gjordes på QA-kontoret på Husqvarna. Efter detta kunde en kravspecifikation skapas för de olika designlösningarna.  De krav som finns för arbetet är olika i delområdena som arbetet berör. AE-sensorn har ett krav om placeringen då sensors kräver kontakt med svärdet. H-DAS systemet ska integreras med hjälp av en låda, kravet på lådan är att den skall ha plats för de olika komponenterna som finns i datorinsamlingssystemet (H-DAS). Displayen ska integreras på användargränssnittet, då displayen ska göras synlig är kravet att användaren ser displayen vid användningen.  Resultatet som framkom var att AE-sensorn fick en design som passar de olika krav som den behövde uppfylla, samt att designen blev anpassad för applikationen. Lådan fick lite fler problem genom att utrymmet som hade blivit utvalt var inte tillräckligt stort för alla interna delar, men efter en diskussion med Husqvarna så blev det att endast de nödvändigaste komponenterna i H-DAS systemet blev kvar. Användargränssnittet fick en ny design så det blev möjligt att integrera displayen, utan designändringar hade inte konceptet fått plats på motorsågen. Det slutgiltiga resultatet var att systemet gick att integrera och att alla de frågeställningar som blev ställda blev besvarade. / This rapport works through a product development assignment for Husqvarna through a thesis done at Jönköping’s University. The project was to integrate a data collection system (H-DAS), an acoustic emission sensor (AE-sensor), and a display into the iXP chainsaw. The purpose was to develop a design solution to integrate measurement systems into the chainsaw while also meeting the chainsaw’s requirements and adhering to Husqvarna’s design language. To determine the appearance of the different design solutions and the placement of the measurement systems, the chainsaw was disassembled. Since a display was to be integrated and to be visible to the user, a better understanding of the user’s requirements regarding the display was needed. A preliminary study was conducted at Husqvarna’s QA office. Based on this, a requirement specification could be created for the different design solutions. The requirements for the project vary in the different areas it encompasses. The AE-sensor has a requirement regarding its placement because it needs to have contact with the sword of the chainsaw. The H-DAS system is to be integrated using a box, and one requirement for the box is that it should accommodate the various components of the data collection system (H-DAS). The display should be integrated into the user interface, and the requirement is that the user can see the display during operation. The resulting design for the AE-sensor met the necessary requirements and was adapted for the application. The box encountered some issues as the chosen space was not sufficient for all the internal components. However, after discussing it with Husqvarna, it was decided to retain only the essential components of the H-DAS system. The user interface underwent a redesign to allow for successful integration of the display. Without the design changes the concept would not have fit on the chainsaw. The result was that the system could be successfully integrated, and all the questions that were asked were answered.

The aim of the doctoral thesis is the problem of the primary calibration of acoustic emission sensor. In the introductory chapters, there are the results from the study of literature in field of AE and primary calibration of AE sensor summarized. The practical part of the thesis is aimed on realization of the primary calibration of AE sensors by different methods. The standardized methods of step function calibration and reciprocity calibration were practically realized as a part of the research on the same aparature. The method of reciprocity calibration with wideband excitation was practically realized too. The comparison between results from each used method was realized and the influences of the different sources of uncertainty and the different configuration of the calibration aparature on the step function calibration and the reciprocity calibration were determined. The uncertainties were determined for each realized methods. The recommendations for the calibration by the different methods on the available calibration aparature were presented. All the proceses of the reciprocity primary calibration was automated by the programmed software and the channel switcher. The UT 1000 (s.n. 169) by Physical Acoustic Corporation was used as the calibrated sensor for the comparison of the results of the calibrations.

This master’s thesis deals with the influence of different AE sensor couplants and surface roughness on the selected acoustic emission parameters. There are compared the amplitude of the signal measured using five different couplants at 20°C and 80°C. To monitor the effect of surface roughness on the AE parameters simple measuring product was constructed. Its functionality has been verified by implementation of basic experimental measurements.

Le contrôle non destructif (CND) par émission acoustique (EA) est utilisé dans un grand nombre de domaines tels l’énergie nucléaire, le secteur pétrolier et gazier, le génie civil ou l’industrie mécanique afin de vérifier l’intégrité des structures sous contrainte. Selon le rapport entre la longueur d’onde et l’épaisseur de la structure, l’énergie libérée par un défaut sous contrainte peut se propager sous forme d’ondes guidées (cas des structures minces) ou sous forme d’onde de Rayleigh (cas des structures épaisses). L’analyse des signaux issus de cette méthode ultrasonore « passive » présente des difficultés liées principalement à la complexité des signaux typiquement mesurés. L’objectif de la thèse est de développer des modèles permettant la simulation d’expériences de CND par EA dans le cas des structures épaisses ou minces. Les modèles développés sont basés sur un couplage entre un modèle de source d’EA, un modèle de propagation des ondes et un modèle de capteur d’EA. Dans le cas des structures épaisses, deux modèles 2D (concernant le contrôle de pièces de surface plane et cylindrique) et un modèle 3D (surface plane) ont été développés afin de prédire le signal correspondant à l’onde de Rayleigh émise par un défaut sous contraintes. Concernant les structures minces, un modèle 2D a été développée permettant de prédire le signal correspondant aux modes guidés émis par une fissure sous contrainte. Plusieurs études paramétriques ont été menées afin de définir l’influence des différentes données d’entrée des modèles sur les signaux d’EA et ainsi aider à l’interprétation des contrôles par EA. / AE Non-destructive testing is used in many fields such as nuclear energy, oil and gas, civil engineering or mechanical engineering to check the integrity of structures under stress. Depending on the ratio of structure thickness to wavelength, the energy released by a crack under stress can propagate either as guided waves (in thin structures) or as Rayleigh wave (in thick structures). The analysis of signals resulting from this ultrasonic "passive" method is particularly difficult due to the complexity of typically measured signals. The objective of this thesis is to develop models to enable the simulation of AE testing experiments in the case of thick or thin structure. The developed models rely on the coupling between an AE source model, wave propagation models and an AE Sensor model. In the case of thick structures two 2D models (for plane and cylindrical surfaces) and a 3D model (for plane surface) have been developed to predict the signal corresponding to the Rayleigh wave emitted by a crack under stress. In the case of thin structures, a 2D model has been developed to predict the signal corresponding to the guided modes emitted by a crack under stress. Several parametric studies have been conducted to determine the influence of the different model input data on the AE signals and thus help to interpret AE testing results.

The transmission of electric power over long distances has historically posed challenges. However, the advent of high-voltage engineering has not only addressed distance barriers and power losses in electricity transmission and distribution, but it has also significantly improved the efficiency and transmission capacity of power grids. However, the use of high-voltage techniques has presented new challenges in identifying suitable insulator materials capable of withstanding high electrical stresses associated with elevated voltages. A significant issue arising from these extreme electrical stresses is the occurrence of partial discharges (PDs). Those are electrical sparks or pulses in the magnitude order of pico- or nano-coulombs (pC or nC) emitted from high voltage conductors due to the presence of impurities, contaminants or defects in their insulation system. PDs pose a serious threat to the insulation material due to their aggressive nature in breaking down weak points or links inside the insulation system leading to short-circuit and system failure. Means of offline or conventional testing of power assets against partial discharges has proven to be extremely precise but it is often an unavailable option since it requires a total power shutdown. In this paper, the performance of existing online PD detection techniques is tested and evaluated in terms of performance against conventional PD monitoring methods. Five non-intrusive detectors including an infrared camera (IR-camera), an ultrasonic sensor , a temperature and relative humidity sensor (TRH-sensor), high-frequency current transformer (HFCT sensor) and transient earth voltage antenna (TEV-antenna) were tested in a laboratory experiment for detection of PDs emitted by artificially-created defects inside a medium-voltage cable termination. The results showed varying sensitivity levels among the sensors, with the HFCT sensor demonstrating the highest sensitivity to all types and magnitudes of PDs. The IR-camera and ultrasonic sensor also showed potential, while the TRH-sensor exhibited poor sensitivity. The TEV-antenna had limited reliability. The findings of this study are that the HFCT system proved to be highly reliable for online PD monitoring, followed by the IR-camera and ultrasonic sensor, while the TEV-antenna and TRH-sensor showed lower reliability. In future work, further research on testing the HFCT system on-site can be conducted along with performing longer thermographic detection tests using the IR-camera to further investigate their potential in online PD detection. / Överföring av elektrisk kraft över långa avstånd har historiskt sett varit utmanande. Införandet av högspänningsteknik har inte bara övervunnit avståndsbarriärer och effektförluster vid överföring och distribution av elkraft, utan det har också avsevärt förbättrat kraftnätens effektivitet och överföringskapacitet. Användningen av högspänningsteknik har dock också inneburit nya utmaningar såsom utveckling av lämpliga isoleringsmaterial som tål höga elektriska påfrestningar vid höga spänningar. Ett betydande problem som härrör från dessa extrema elektriska spänningar är förekomsten av partiella urladdningar. Dessa urladdningar identifieras vara elektriska gnistor eller pulser i storleksordningen pico- eller nanocoulombs (pC eller nC) som emitteras från högspänningsledare på grund av närvaron av föroreningar eller defekter i närliggande isoleringssystem. PD:er utgör ett allvarligt hot mot isoleringsmaterialet på grund av deras aggressiva natur för att bryta ner svaga punkter eller länkar i isoleringssystemet, vilket kan leda till kortslutningar och systemfel. Konventionella metoder för att testa nätkomponenter mot partiella urladdningar har visat sig vara extremt noggranna, men detta är ofta inte ett tillgängligt alternativ eftersom det kräver ett totalt strömavbrott för att utföras. I denna studie testades och utvärderades prestandan hos befintliga metoder för online-detektering av partiell urladdning i förhållande till konventionella övervakningsmetoder. Fem icke-invasiva detektorer, inklusive en infraröd kamera, en ultraljudssensor, en temperatur- och relativ fuktighetssensor, en högfrekvent strömtransformator och en transient jordspänningsantenn, testades i ett laboratorieexperiment för att upptäcka partiella urladdningar orsakade av artificiellt skapade defekter i en mellanspänningskabelavslutning. Resultaten visade varierande känslighetsnivåer bland sensorerna, där högfrekventa strömtransformatorn visade den högsta känsligheten för alla typer och storlekar av partiella urladdningar. Den infraröda kameran och ultraljudssensorn visade också potential, medan temperatur- och relativ fuktighetssensorn visade låg känslighet. Den transienta jordspänningsantennen hade begränsad tillförlitlighet. Slutsatsen av denna studie är att den högfrekventa strömtransformatorn visade sig vara mycket tillförlitlig för online-övervakning av partiella urladdningar, följt av den infraröda kameran och ultraljudssensorn, medan den transienta jordspänningsantennen, temperatur- och fuktighetssensorn visade lägre tillförlitlighet. I framtida forskning kan ytterligare undersökningar av det högfrekventa strömtransformatorsystemet utföras på plats, tillsammans med längre termografiska detekteringstester med hjälp av den infraröda kameran för att ytterligare undersöka deras potential för onlinedetektering av partiella urladdningar.