ae第6讲-波形分析报告报告材料

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1、实用标准文案基于波形分析的声发射信号处理技术耿荣生沈功田*刘时风**（北京航空工程技术研究中心，北京100076）*（国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器检测研究中心，北京100013）**（清华大学机械系，北京100084）摘要论述了基于波形分析的声发射信号处理技术的原理及面临困难，介绍了这一技术在AE基本理论研究和工程实践中的应用前景。关键词声发射（AE）波形分析信号处理AcousticEmissionSignalProcessingTechniqueBasedonWaveformAnalysisGengRongsheng*ShenGongtian**L

2、iuShifeng(BeijingAeronauticalTechnologyResearchCentre,Beijing100076)*(CentreofBoiler&PressureVesselInspectionandResearch,Beijing100013)**(DepartmentofMechanicalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084)AbstractThispaperdescribedprincipleofAEsignalprocessingbasedonwaveformanalysi

3、sanddifficultiesconfrontedbyit.ThepaperalsoreviewedfuturedevelopmentofAEwaveformanalysisbothintheoryandinengineeringapplications.KeywordsAcousticemission(AE);WaveformAnalysis;Signalprocessing1前言基于波形分析的声发射信号处理技术是指根据所记录信号的时域波形（及与此相关联的频谱、相关函数等）来获取有关声发射源信息的一种方法。由于声发射技术的一个最本质、最重要的问题就是根据

4、AE信号来获得有关声源，或材料损伤的信息，因此，早在声发射技术的发展初期，人们就意识到波形和频谱分析在识别声发射故障源及评价材料性能中的重要作用，并对此进行了大量研究，也取得过某些成功[1]。由于AE传感器技术和仪器硬件技术的限制，早期的声发射仪器很少具备对AE信号进行瞬态波形捕捉和实时处理的能力，因此，用得较为广泛并为大家所认可的一直是参数分析方法，它是基于谐振式AE传感器输出信号的参数来获取有关AE源的信息。常用参数有振铃数、能量、事件、事件率、撞击（或称波击）数、上升时间、脉冲持续时间、幅度分布等，其意义和获取方法在前面几讲已作了详细论述。目前确实已形

5、成一套较为完整的参数分析技术，它能为我们解决大量工程实践问题，并且由于基于参数分析的仪器实时性总是较好，它在AE检测领域获得了最广泛的应用。精彩文档实用标准文案参数分析方法的最大缺点是有关AE源本质的信息往往被谐振式传感器自身的特点所掩盖或被模糊掉，因为由这种谐振式传感器所获得的AE信号基本是一衰减的正弦波，由这样的波形得到的各种参数与真正的物理量（位移、速度、加速度等）之间缺少必然的联系并往往随所用传感器谐振频率和测试系统（放大倍数、域值的不同）而变化，因此，实验结果的重复性还很差。此外，传统参数分析方法认为AE信号是以某一固定速度传播的假设也与实际情况有

6、很大出入，这一方法在新型材料，特别是具有较强声各向异性的复合材料检测中受到严重挑战。同时，利用传统的参数分析方法来区分诸如复合材料基体破裂、纤维断裂和分层等缺陷总是十分困难，而利用波形分析技术却有可能比较容易地解决这一问题。因此，在声发射技术发展的历史上，研究人员始终没有放弃对声发射波形分析技术的探讨和研究。波形分析一词比最近广泛使用的模态声发射（MAE）或板波声发射具有更加深刻的内涵，因为后者更多地是用在薄板型传输介质场合，而波形分析可以用于半无限空间、厚板、薄板及杆状介质等不同场合。2实施波形分析的基本要求及面临困难需要指出的是，对声发射检测技术而言，波

7、形分析一词有其专门的含义。我们知道，即使是参数分析方法，除了比较简单的有效值外，绝大多数参数都是从波形获得的，即先有波形，后有参数。AE波形分析技术的特定含义及核心是强调了解所获得的声发射波形的物理本质，其研究重点是将AE波形与AE源机制相联系，其主要研究对象是声发射的源机制、声波的传播过程和传播介质的响应。没有这些先决条件，单纯使用瞬态波形记录仪捕捉AE信号并进行分析并不是真正意义下的波形分析技术。由于声发射是一种被动检测技术，而声源本身一般都十分微弱，因此，波形分析技术面临很多难题。首先研究一下进行波形分析的一些最基本条件。在第一讲中，已经指出，从声源到

8、传感器，至少需要经过传输介质和耦合介质等一系列中间过