基于声发射技术的pcb钻孔检测

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1、基于声发射技术的PCB钻孔检测陈楚技，李宁，陈百强，王星(深圳市大族数控科技有限公司，广东深圳518057)摘要：声发射检测技术作为一种成熟的无损检测方法，已经在生产现场和应用现场的实时无损检测中得到广泛的应用。针对PCB钻孔的声发射检测，分析了钻削过程中产生的声发射信号源，并根据声发射检测的基本原理，设计声发射检测系统。通过对PCB钻孔进行在线监测，获得PCB钻孔过程中的声发射信号。关键词：声发射；PCB钻孔；信号源；在线监测中图分类号：TH113.2文献标志码：APCBDrillingTestingBaseonAcousticEmissio

2、nTechniqueCHENChuji,LINing,CHENBaiqiang,WANGXing(HANSCNCScience&TechnologyCo.,Ltd.,Shenzhen518057,Guangdong,China)Abstract:Acousticemissiontechnique(AET),theprovennondestructivetestingmethod,hasbeenwidelyusedtomonitorthemanufacturingandapplicationprocessesinrealtime.Foracous

3、ticemissiontestingofPCBdrilling,thesignalsourcesduringdrillingprocessisanalyzed,thenthetestingsystemisdesignedaccordingtothebasicprincipleofacousticemissionmethod.TheacousticemissionsignalgeneratedduringPCBdrillingprocessisacquiredbymeansofon-linemonitoring.Keyword:acoustice

4、mission;PCBdrilling;signalsources;on-linemonitoring0引言0.1声发射现象材料受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放岀应力-应变的现象称为声发射(AcousticEmission,AE),又称为应力波发射、应力波微振动等。声发射信号的频率范围很广，从几赫兹的次声频到数兆赫兹的超声频。材料在应力作用下而产生的变形与裂纹扩展是结构失效的重要机制，这种直接与变形和断裂机制有关的源通常被称为典型的声发射源。将流体泄漏、摩擦、撞击、燃烧等与变形断裂机制无直接关系的另一类弹性波称为其他声发射源或二

5、次声发射源。在材料加工、处理和使用过程屮，有许多因素能引起内应力变化，从而产生声发射信号，从发射源发射的弹性波最终传播到材料的表面。⑴㈢声发射是一种常见的物理现象，如果释放的应变能足够大，就可以产生人耳听得见的声音，如树枝的折断而产生的声音。而许多材料的声发射信号很微弱，人耳无法直接听见，需要借助灵敏的电子仪器才能检测111来。AppliedStressAppliedStress图1声发射检测原理图⑵Fig.lBasicprincipleoftheAEmethodDetectionandmeasurementelectronics0.2声发射检

6、测技术的应用声发射检测技术最开始是用于金属材料和复合材料，成功应用于压力容器的无损检测。随着声发射检测仪器系统硬件与软件的迅猛发展，声发射检测技术已经作为一种成熟的无损检测方法，在生产现场和应用现场的实吋无损检测中得到越来越广泛的应用。声发射检测技术的应用主要体现在以下几个方面⑴：1）结构的完整性评价；2）机械设备运行状态识别及故障诊断；3）机械加工在线检测；4）构件的疲劳及裂纹检测；5）液体泄漏监测。声发射检测技术的应用广泛，涉及传统的机械加工、航天航空、运输及石油勘探等领域。目前，声发射检测技术在PCB钻孔的应用还不多见，其原因主要有：PC

7、B钻孔属于微钻技术，机械结构SZ杂，实际噪声大，需要排除其它声发射源的干扰，因而应用难度较大；另外声发射检测技术应用成本相对较高，还难以在PCB钻孔在线监测上大量推广。由于声发射传感器检测的是钻孔过程中产生的高频弹性应力波，可以避开加工过程中振动和音频噪声污染严重的低频区，抗干扰能力强。通过声发射在线监测，可以监控刀具的运行状况以及钻孔质量。文章将围绕PCB钻孔的声发射检测，分析钻孔过程中的声发射信号源，同时设计声发射检测系统，对PCB钻孔过程进行在线监测。1PCB钻孔声发射源分析声发射技术已经应用于成型加工过程的监测，Dornfeld和Kan

8、natey-Asibu等对刀具切削过程声发射源进行了研究，提出声发射源主要来自（1）第一变形区材料切削层受刀具前刀血切削刃挤压，两者产生剪切变形，进而