《基础AE检测》PPT课件

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1、声发射检测AcousticEmissionTesting简称AE1声发射检测的原理材料或结构受外力和内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象称为声发射。发射弹性波的位置（缺陷）称为声发射源。声发射是一种常见的物理现象，如果释放的应变能足够大，就可产生人耳听得见的声音。大多数金属材料塑性变形和断裂时有声发射发生，但许多金属材料的声及射信号强度很弱，人耳不能直接听见，需要藉助灵敏的电子仪器才能检测出来。用仪器检测、记录、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射技术，所采用的仪器成为声发射仪。各种材料的声发射的频率很宽，从次声波，到超声波。声发射传感器检

2、测的信号通常为中心频率为300KHz的超声波信号。人们将声发射仪器形象地称为材料的听诊器。如果裂纹等缺陷处于静止状态，没有变化和扩展，就没有声发射发生，也就不能实现声发射检测。声发射检测的这一特点使其区别于超声、X射线、涡流等其它常规无损检测方法。由于声发射检测是一种动态无损检测方法，而且，声发射信号来自缺陷本身，因此，用声发射法可以判断缺陷的严重性。一个同样大小、同样性质的缺陷，当它所处的位置和所受的应力状态不同时，对结构的损伤程度也不同，所以它的声发射特征也有差别。明确了来自缺陷的声发射信号，就可以长期连续地监视缺陷的安全性，这是其它无损检测方法难以实现的。除极少材料外，金属

3、和非金属材料在一定条件下都有声发射发生，所以，声发射检测几乎不受材料的限制。利用多通道声发射装置，可以对缺陷进行准确的定位。声发射检测的这一特点对大型结构如球罐等检测特别方便。在利用声发射技术确定缺陷部位后，还可以利用其它无损检测方法加以验证。当然随着信号处理水平的提高，根据信号本身的特征，也可以对缺陷的性质和严重程度进行识别。由于声发射技术具有许多独特的优点，近年来有许多科学家和工程技术人员致力于发展和应用该项技术。基本概念：事件：在右图所示的突发信号波形经包络检波后，信号电平超过了设定的阈值电压Vt后形成一个矩形脉冲。一个矩形脉冲就叫做一个事件。这些事件脉冲数就是事件计数。单

4、位时间内的事件计数称为事件计数率，计数的累积称为事件总数。如图，设置一个阈值电压Vt，当振铃波形超过这个阈值电压时，超过的部分就形成矩形脉冲，对这些矩形脉冲计数就是振铃计数，单位时间的振铃计数称为声发射率，累加起来称为振铃总数。2声发射检测技术与仪器声发射源定性问题涉及到AE源信号，包括AE特征量和AE波形的获取，AE波形含有大量的声发射信息，如利用当今先进的计算机、信号处理技术对AE波形进行分析处理，就给较准确的分析AE源性质提高了可能。传统的声发射技术对声源特征和识别没有采用合适的手段去充分研究，也就无法实现对缺陷的定性分析。定量的方法也只是对提取的少量参数进行统计分析。因此

5、，为了更加准确的对检测对象进行定位、定量、定性分析，更加准确的对检测对象进行无损评价，具有大吞吐量获取AE波形数据、灵活布置传感器进行源定位的多通道全波形声发射准实时检测系统应运而生。数字信号处理（DSP）和计算机技术的迅速发展导致全数字式声发射仪的问世，这给瞬态波形分析的研究创造了条件并使其实际应用成为可能。通过对声发射信号的全部采集，这样就不会丢失有用的信息，而且从整个波形信号的细节可以运用现代信号分析手段进行处理，达到对缺陷定量、定性、定位的目的。波形分析是指通过分析AE信号的时域波形或频谱特征来获取信息的一种信号处理方法。理论上讲，波形分析应当能给出任何所需的信息，因而也

6、是最精确的方法，并可导致对AE的定量了解。从所记录的AE波形，人们可以很容易地获得信号的频谱和相关函数等特性，并可同时得到任何感兴趣的参数。可以肯定，对设备材料的检验，波形分析技术可能会对识别声发射源及提高源定位精度有较大作用。随着数字技术和计算机技术的迅速发展，研制高性能全波采集的声发射仪成为可能。其原理是，声发射信号经高灵敏度传感器接收后，经过全波列数字采集变为数字信号，再进行数字信号处理，最后把信号输入计算机通过软件设计，对检测缺陷进行定位和定量。2.1传感器（换能器、探头）传感器就是用来把声发射产生的弹性波信号接收下来并转换成电信号输出到前置放大器在输出到主放大器然后又采

7、集卡采集后进入计算机。声发射检测中，要求传感器为宽频带的前置放大器内置式的共振型高灵敏传感器，主响应频率为150KHz；前置放大器增益为40dB，滤波器带通为100～300KHz。2.2前置放大器声发射信号经换能器转换成电信号后，其输出低至十几微伏。这样微弱的信号若经过长电缆输送，可能衰减到无法分辨出信号和噪声。设置前置放大器的目的是为了增大信噪比，增加微弱信号的抗干扰能力。2.3主放大器电信号经前置放大器和电缆长途传播后进入主放大器进一步放大到适合PCI数据采集卡的幅值大小。2