最新声发射检测教学讲义PPT课件.ppt

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1、声发射检测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

2、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。数字信号处理（DSP

3、）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，

4、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

5、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。2.4PCI数据采集卡电信号（模拟信号）经采集卡数字化后，通过采样进入计算机，供分析，计算，转换和存储。2.5软件系统对采集的数据进行分析，计算，波型重组，声发射源定位，缺陷识别等。3声发射仪的应用现

6、代声发射仪除了能进行声发射参数实时测量和声发射源定位外，还可直接进行声发射波形的观察、显示、记录和频谱分析。目前人们已将声发射技术应用于许多领域，主要包括以下方面：（1）金属结构：对压力容器、金属桥梁、起重机臂、铁轨和飞机骨架等金属结构进行无损检测和安全评定（2）岩石：研究岩石的受力和破坏特性，对岩石塌方进行预测预报；（3）水泥混凝土：研究水泥及钢筋混凝土的受力和破坏特性，评价桥梁和建筑物等大型混凝土构件的承载能力和寿命；（4）金属材料：研究金属材料的塑性变形、断裂和相变机制；（5）复合材料：研究和测量复合材料内基体和纤维的断裂、脱开、分层和整

7、体失效等；（6）磁性材料：通过测量磁声发射的信号，研究磁性材料的某些特性；（7）陶瓷材料：研究陶瓷材料的受力和破坏特性，对陶瓷材料进行无损评估；（8）核工业领域：对核容器和管道的泄漏进行监测，对核压力容器进行无损检测和安全评定；（9）焊接过程控制：通过实时监测焊接过程中金属冷却产生的声发射信号来控制焊接质量；（10）机械加工：通过探测机械加工过程中产生的声发射信号，监测刀具的磨损情况；（11）机械诊断：通过监测机器在运转过程中产生的声发射信号，诊断机器轴承的磨损情况。12）医学领域：研究骨头的摩擦

8、受力和破坏特性，无损检测和评价骨关节的状况。4

9、压力容器的声发射检测（球罐、尿素合成塔、长管拖车）a准备工作b布置换能器和校准声发射仪器c升压并进行声发射检测d检测结果的分析与评价5储油罐的泄漏检测