声发射信号处理和分析技术
声发射技术的基础原理PPT课件
复合材料的声发射检测
总结词
复合材料的声发射检测是评估复合材料结构完整性和性能的重要手段。
详细描述
复合材料由多种材料组成，其结构复杂，传统的无损检测方法难以有效评估其完整性。声发射技术能够检测复合 材料在受力过程中产生的声波信号，通过分析这些信号可以判断复合材料的损伤程度、界面脱粘等缺陷，为复合 材料的安全使用提供保障。
近年来，随着计算机技术和数字信号处理技术的进步，声发射技术得到了进一步的 发展和完善，提高了其检测精度和可靠性。
声发射技术的应用领域
航空航天
声发射技术用于检测飞机和航 天器的关键部件，如发动机、 机身和机翼等，以确保其安全
可靠。
石油化工
声发射技术用于检测石油和化 工管道、压力容器等设备的裂 纹和缺陷，提高设备的安全性 能。
声发射信号的预处理
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去噪
去除声发射信号中的噪声， 提高信号的信噪比。
滤波
根据需要将信号中的特定 频率成分进行提取或滤除。
放大
将微弱的声发射信号进行 放大，以便后续处理和分 析。
声发射信号的特征提取
时域特征
提取信号的幅度、持续时 间、上升时间等时域参数。
频域特征
对信号进行频谱分析，提 取频率、带宽等频域参数。
等，这些成果为声发射技术的应用提供 了重要的技术支持。
声发射技术的发展趋势与未来展望
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随着科技的不断发展， 声发射技术也在不断进 步和完善。未来，声发 射技术将朝着高精度、 高可靠性和智能化的方 向发展。
在高精度方面，通过改 进信号处理技术和算法， 提高声发射检测的分辨 率和准确性，实现对微 小缺陷和损伤的准确检 测。
声发射技术原理和声发射信号特征参数分析方法
声发射技术原理和声发射信号特征参数分析方法提要：由于声发射信号来自缺陷本身，因此研究缺陷所产生的声发射信号的特点，以分析缺陷所处的位置和在其不同应力状态的损伤程度。
利用设备在出现故障或破坏时，所发出的声发射信号与正常状态下的差异可以确定设备的运行状态。
本文利用广义线性定位法[5]确定故障的位置，然后利用声发射的特征参数对故障的严重程度进行检测。
对从藕合表面的传感器测得的声发射信号的输出波形经过一定的处理后进行分析。
将声发射技术运用于转轴等机械部件的裂纹故障诊断中，可以及时准确地预测并诊断出设备在运行时的故障，尤其对于早期的故障。
基于声发射技术的转轴故障检测李凤英沈玉娣熊军摘要介绍了声发射技术的原理和声发射信号的特征参数分析方法，运用广义线性定位法初步确定故障的位置，并采用声发射特征参数对现场的试验结果进行了分析。
通过与正常信号对比，研究故障信号的特征信息，说明运用这一技术可以对机械部件进行故障检测。
一、原理与方法高速运行的转轴，由于其受到的力为交变载荷，而且工作环境恶劣，经常发生损坏，比如断裂事故，因此有必要进行现场检测。
随着检测技术的发展，无损检测（NUT）越来越受到人们的重视。
无损检测的方法很多，诸如超声、射线、电磁涡流、磁粉、渗透、红外以及声发射等技术。
材料或结构受到外力或内力作用产生变形或者断裂时，以弹性波的形式释放应变能的现象称为声发射现象[1]。
材料裂纹在萌发与扩展时释放出的声发射信号不但频度高，而且集中。
由于声发射信号来自缺陷本身，因此研究缺陷所产生的声发射信号的特点，以分析缺陷所处的位置和在其不同应力状态的损伤程度。
利用设备在出现故障或破坏时，所发出的声发射信号与正常状态下的差异可以确定设备的运行状态。
根据声发射信号的特点，可以把声发射信号分为突发型和连续型两种。
连续型信号由一系列低幅值和连续信号组成，这种信号对应变速率敏感，主要与材料的位错和交叉滑移等塑性变形有关；突发型信号具有高幅值、不连贯、持续时间为微秒级等特点，主要与材料中的堆跺层错的形成和机械孪晶以及裂纹的形成和断裂有关。
声发射
声发射测试技术摘要：介绍了声发射检测技术原理及其发展历程和现状,综述声发射信号处理的困难、降噪方法、信号分析方法、源定位和在检测中的应用,以及目前我国声发射技术需解决的问题和发展趋势关键词:声发射技术;信号处理;源定位;安全评定1声发射发展历程和现状及在矿山中应用1.2 声发射的发展历程和现状声发射是指材料局部因能量的快速释放而发出瞬态弹性波的现象。
声发射技术属于检测超声技术领域,是一种动态无损伤检测技术,涉及声发射源、波的传播、声电转换、信号处理、数据显示与纪录、解释与评定等方面。
现代声发射技术的开始二十世纪50 年代初Kaiser 在德国所作的研究工作为标志。
声发射技术在20 世纪70 年代初引入我国,希望利用声发射进行断裂力学难点裂纹的开裂点预报和测量研究。
20 世纪80 年代初,国内开始尝试将声发射技术用于压力容器检验等工程,但是由于当时声发射仪器性能和信号处理方面的限制,以及缺乏对声发射源性质和声发射信号传输特性等理论知识,声发射技术陷入低谷。
20 世纪80 年代中期,从美国PAC 公司引进声发射仪器,使我国声发射技术的研究、应用和仪器技术水平不断提高。
20 世纪90 年代至今,随着声发射仪研制国产化程度不断提高,声发射技术在我国的研究和应用呈快速发展的趋势。
1.2 声发射在矿山工程中的应用声发射在土木和矿山工程上,利用声发射技术对桥梁、隧道大坝的检测,水泥结构裂纹开裂和扩展的连续监视等。
发射技术在边坡工程中的应用,护堤的声发射活动和位移相互之间对应得很好,根据声发射活动和位移的变化趋势来监测护堤的稳定程度。
此外,利用声发射凯塞效应量测地应力,从地层中取出岩芯,将岩芯在实验室进行再次加载,根据其声发射时的应力状态推算出地应力,不仅经济有效地进行量测工作,而且还可以简捷方便地获得大量实测数据, 提高测量数据的可靠性。
2声发射传感器原理2.1结构声发射传感器一般由壳体、保护膜、压电元件、阻尼块、连接导线及高频插座组成。
第5章声发射信号处理方法
第5章声发射信号处理方法声发射信号是指在物体受到外界作用时，产生的由内部结构和材料性质所引起的声波信号。
声发射信号处理方法是对这些信号进行分析和处理，以获得物体内部的结构和性能信息。
本章将介绍几种常用的声发射信号处理方法。
1.声发射信号特征提取声发射信号通常包含了丰富的信息，但其中的噪声和杂波可能掩盖了有价值的信息。
因此，首先需要对声发射信号进行特征提取，以减少噪声和杂波的影响，并突出有用信息。
常用的特征提取方法包括时域分析、频域分析和小波分析等。
2.声发射信号滤波滤波是常用的信号处理方法之一，可以通过去除噪声和杂波来提高信号的质量。
常用的滤波方法包括低通滤波、高通滤波、带通滤波和陷波滤波等。
在声发射信号处理中，根据需要可以选择适当的滤波方法，以提取所需的频段信号。
3.声发射信号时序分析声发射信号的时序分析是指对信号的时间变化进行分析，以获得信号的时域特性。
常用的时序分析方法包括自相关分析、互相关分析和相关函数分析等。
通过时序分析，可以了解声发射信号的传播速度、能量分布和行为特性等。
4.声发射信号频谱分析声发射信号的频谱分析是指对信号的频率特性进行分析，以获得信号的频域特性。
常用的频谱分析方法包括傅里叶变换、功率谱密度分析和频谱图分析等。
通过频谱分析，可以了解声发射信号中各个频率成分的能量分布和相对功率。
5.声发射信号模式识别声发射信号模式识别是指对声发射信号进行分类和识别，以判断物体的状态和性能。
常用的模式识别方法包括支持向量机、人工神经网络和决策树等。
通过模式识别，可以根据声发射信号的特征判断物体的健康状况、工作状态和故障类型。
6.声发射信号图像重建声发射信号图像重建是指通过声发射信号的分析和处理，将信号的信息以图像的形式呈现出来。
常用的图像重建方法包括声发射成像、声发射显微镜和声发射断层扫描等。
通过图像重建，可以直观地观察和分析声发射信号的空间分布和形态结构。
本章所介绍的声发射信号处理方法可以相互结合使用，以实现更精确和全面的信号分析和处理。
声发射信号处理分析
信 号 ， 据 此 修 改 各 层权 值 。 并
２ 频 谱 分 析 法
频谱分析方法分为 ： 典频谱分析和现代频谱分析 。 经 ２１ 经 典 频 谱 分 析 法 ．
经 典 频 谱 分 析 法 是 通 过 对 信 号 波 形 进 行 Ｆ ｕｉｒ 换 得 ｏｒ 变 ｅ 到 信 号 的频 谱 特 性 。 而 对信 号 进 行 分 析 处 理 。 由于 Ｆ ｕｉ 从 ｏｒ ｒ ｅ 变 换 可 用 ＦＴ 实 现 ， Ｆ ｒ 因此 ， 法 简 单 ， 度 快 。 经 典 频 谱 分 析 方 速
１ ． 列 表 显 示 法 ５
铃 计 数 就 是 声 发 射 信 号 越 过 设 定 门 槛 值 的次 数 ． 宜 于 表 征 适
收 稿 日期 ：０ １０ 一 １ ２ １－ ９ Ｏ 稿 件 编 号 ：０ １９０ ２ １０ ０ １
列 表 显 示 是 将 声 发 射 信 号 参 数 集 中 进 行 时 序 排 列 ， 括 包
１２ 历 程 图 法 ．
１ 参 数 分 析 法
参数 分 析 法 是 最 广 泛 使 用 的 经 典 声 发 射 信 号 分 析 方 法 ．
虽 然 有 很 多 地 方 不 足 ． 在 多 数 情 况 下 可 以解 决 实 践 工 程 中 但
的许 多 问 题翻 如 图 ２所 示 。 ，
上升时问 能嚣
作 用 ， 每个 节 点 都 试 图 保 持 自 己 的值 ， 抑 制 其 它 节 点 的 则 而
输 出 。 这样 Ｈ ｍｉ ｍ ａ ｎ ｇ网络 总 能 选 出 匹 配 程 度 最 好 的 节 点 ． 即 选出 Ｈ ｍ ｎ 距离最小值所对应的点 。 ａ ｍｉｇ
由 于 参 数 分 析 法 对 仪 器 的性 能 要 求 比较 低 ，方 法 简 单 、
声发射监测技术
机械设备故障诊断讲稿＿＿声发射监测技术声发射技术是根据结构内部发出的应力波来判断结构内部损伤程度的一种动态无损检测技术。
由于该方法能连续监视结构内部损伤的全过程，因此得到了广泛应用。
一、声发射监测的基本原理在日常生活中，人们会注意到，折断竹杆可以听到噼啦的断裂声，打碎玻璃可以听到清脆的破碎声，水开时可以听到对流声，这些都是人耳可觉查到的声发射现象。
通常，人们把物体在状态改变时自动发出声音的现象称为声发射。
其实质是物体受到外力或内力作用产生变形或断裂时，就以弹性波形式释放能量的一种现象。
由于声发射提供丁材料状态变化的有关信息，所以可用于设备的状态监测和故障诊断。
声发射源往往是材料损坏的发源地。
由于声发射源的活动常在材料破坏之前很早就会出现，因此，可根据材料的微观变形和开裂以及裂纹的发生和发展过程所产生声发射的特点及强度来推知声发射源目前的状态(存在、位置、严重程度)，而且可知道它形成的历史，并预测其发展趋势。
这就是声发射监测的基本原理。
二、声发射监测具有以下持点：(1)声发射监测可以获得有关缺陷的动态信息。
结构或部件在受力情况下，利用声发射进行监测，可以知道缺陷的产生、运动及发展状态，并根据缺陷的严重程度进行实时报警。
而超声波探伤，只能检测过去的状态，属于静态情况下的探伤。
(2)声发射监测不受材料位置的限制。
材料的任何部位只要有声发射，就可以进行检测并确定声源的位置。
(3)声发射监测只接收由材料本身所发射的超声波；而超声波监测必须把超声波发射到材料中，并接收从缺陷反射回来的超声波。
(4)灵敏度高。
结构缺陷在萌生之初就有声发射现象；而超声波、x射线等方法必须在缺陷发展到一定程度之后才能检测到。
(5)不受材料限制。
因为声发射现象普遍存在于金属、塑料、陶瓷、木材、混凝土及复合材料等物体中，因此得到广泛应用。
由于声发射具有以上特点，因此得到了科学家和工程技术人员的重视。
美国在l 964年就研制成功一套实用的声发射监测系统，并用于火箭发动机壳体水压试验的监测。
声发射信号分析技术
声发射信号分析技术
声发射信号分析技术
AE技术的目的是获得有关AE 源的信息，进而获取同材料或结构故障相关的信息。
因此，AE信号分析处理方法的研究是获取AE 源信息的关键问题之一，也是AE 技术的主要发展方向。
特征参数分析技术
特征参数分析法是基于谐振式AE 传感器输出信号的参数来获取有关AE 源信息的方法。
目前在AE 检测中仍得到广泛应用。
简化的波形特征参数包括振铃计数、能量、幅度、上升时间和持续时间5 个参数。
对于连续型AE 信号，只有振铃计数和能量参数可以适用，为了更确切地描述连续型AE 信号的特征，又引入了平均信号电平和有效值电压两个参数。
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，AE 信号的这种外在相似性必然给源机制的识别和信号的处理带来困难。
其次，AE 信号是突发性瞬态信号，并具有非稳态随机信号的特征，参数分析的结果往往随所用传感器谐振频率和测试系统(放大倍数、阈值的不同)而变化，因此，实验结果的重复性还很差。
此外，传统的参数分析方法认为AE 信号是以某一固定速度传播的假设，与实际情况有很大出人，它必然会带来定位误差。
这些缺点都是参数分析方法所无法克服的，在很大程度上制约了AE 技术的。
声发射实验原理和仪器介绍(全文)
声发射实验原理和仪器介绍1、实验原理固体介质中传播的声发射信号含有声发射源的特征信息，要利用这些信息反映材料特性或缺陷进展状态，就要在固体表面接收这种声发射信号。
接收、处理、分析和显示声发射信号便是对声发射信号的处理过程。
固体材料内部缺陷的发生和扩展，以弹性波的形式释放能量，并向四周传播，缺陷便成为声发射源。
为了在固体材料表面某一范围测量出缺陷的位置，可以将几个压电换能器按一定的几何关系放置在固定点上，组成换能器阵（或称阵列），测定声源发射的声波传播到各个换能器的相对时差。
将这些相对时差代入满足该阵几何关系的一组方程求解，便可以得到缺陷的位置坐标。
在实际操作中，通常有以下几种定位方法：1）直线定位法。
2）归一化正方阵定位法。
3）平面正方形定位法。
4）平面正三角形定位法。
5）任意平面三角形定位法。
6）球面三角形定位法。
7）区域定位法。
在实际操作中，我们常常采纳直线定位法。
下面我们将简单介绍直线定位法。
直线定位法就是在一唯空间中确定声发射源的位置坐标，亦称线定法。
线定位是声源定位中最简单的方法，多用于焊缝缺陷和裂纹的定位。
在一唯空间放置两个换能器，它们所确定的源位置必须在两个换能器的连接直线或弧线上。
如下图1所示，取坐标原点为两换能器之间连接直线的中点，取12的方向为正方向。
如换能器1首先接收到声发射信号，时差计数器所计的数值取负号；反之，换能器2首先接收到声发射信号，时差计数值取正号。
2、实验仪器介绍声发射信号是前沿时间只有几十到几百毫微秒、重复频率高的瞬变随机波信号。
局部瞬变产生的声发射波在试样表面的垂直位移约为10-7～～10-14米，频率分布在次声到超声频率范围（几千赫兹到几十赫兹）。
目前的声发射仪器大体上可分为两个基本类型，即单通道声发射检测仪和多通道声发射源定位和分析系统。
单通道声发射检测仪一般采纳一体结构，也可以采纳组件组合结构。
它由换能器、前置放大器、衰减器、主放大器、门槛电路、声发射率计数器、总数计数器以及数模转换器组成。
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( 1) 前置放大器输入端的白噪声 这是一种自 然的不可避免的噪声, 确定了系统灵敏度的最终极 限。使用设计良好的前置放大器, 该噪声可以很小 并接近理论极限。
( 2) AE 系统内部所产生的噪声 目前所用的 结构紧凑型计算机化的声发射仪器一般都有阴极射 线管( CRT ) 显示屏幕和磁盘系统, 各部件间很容易 产生/ 拾取0噪声。在一个设计良好的系统内, 这一 噪声应当很低并在极限之内。
析方法。还介绍了声发射仪器的发展概况。
关键词: 声发射检验; 信号处理; 分析; 声发射仪器
中图分类号: T G115. 28; O42
文献标识码: A
文章编号: 1000- 6656( 2002) 01- 0023- 06
AN OVERVIEW ON THE DEVELOPMENT OF ACOUSTIC EMISSION SIGNAL PROCESSING AND ANALYSIS TECHNIQUE
通常在声发射源处, 大多数声发射信号都具有 比较简单的宽带和阶跃形特征, 但在材料或结构中 经多次反射、衰减以及波型转换后, 其波形将发生很 大畸变, 这一点无疑给声发射信号的分析带来很大 困难。因为利用 AE 技术监测的对象绝大多数是固 体, 而固体中有不同的波型存在, 如压缩波、切变波、 板波和表面波等, 这些波的传播速度各不相同, 在边 界处还会发生波型转换。源发出的声波除直达波外 还可以经多种路径到达传感器, 因此, 所探测到的声 信号波形是不同路径到达传感器声波的叠加( 混响 效应) , 这 种不同波形的叠加使 问题趋于复杂。此 外, 传感器本身还有所谓/ 振铃0 效应( 传 感器的响 应) , 从而导致输出信号更加复杂。在许多情况下, 如何从这样一个比较复杂的信号中获取有用信息就 成了问题的关键。 2. 2 克服干扰噪声的常用方法
1 声发射信号及信号处理的困难所在
与其它无损检测方 法不同的是, AE 信号 处理 技术面临的最大难题, 或最大困惑首先是 AE 源的 多样性、信号本身的突发性和不确定性。在进行超 声或涡流检测时, 人们可准确知道注入被检材料中 信号的特征( 幅度、频率和波形等) , 并由此可知接收 信号的相应特征或应当发生的变化。而对于 AE 检
* ) ) ) 卷积 在频率域, 上式可简化为
F ( X) = S ( X) M ( X) C( X) R ( X) ( 2) 式中 S ( X) ) ) ) 声源的频率响应函数
M ( X) ) ) ) 传输介质的频率响应函数 C ( X) ) ) ) 耦合介质的频率响应函数 R ( X) ) ) ) 换能器的频率响应函数
收稿日期: 2001-08-30 1) 国家质量技术监督局 锅检中心, 北京 2) 清华大学 机械系, 北京 100084
100027
声发射的外部原因是多种多样的, 但其共同点都是 由于外部条件的变化( 应力、温度和电磁场等) , 引起 物体或结构某一局部或某些部分变得不稳定并迅速 释放出能量。AE 是正在扩展的材料缺陷( 裂纹) 的 指示器, 没有扩展, 裂纹或材 料的缺陷处于静 止状 态, 就没有能量的重新分配, 也就没有声发射。换句 话说, 只有当物体受到了永久性形变或永久性损伤 时才会产生声 发射。正因为这样, AE 技术是 检测 材料损伤, 特别是早期损伤的有力工具, 也是对材料 或结构状 态进行动态监测的重 要方法。与此 相适 应, 声发射信号处理的主要任务则应当包括 AE 源 识别、AE 源定位和损伤评价等内容。
射、谱分析、小波分析、神经网络及一些特殊技术。
2 声发射信号处理技术
如前所述, 声发射检测和声发射信号处理的目 的是获得有关声发射源的信息, 进而获取同材料或 结构损伤相关的信息, 包括损伤位置、损伤程度和剩 余寿命等。人们对 AE 的认识随理论研究的发展而 加深, 另一方面, AE 作为实用诊 断技术, 每前 进一 步都是同信号处理技 术和测试仪器的发展分 不开 的。可以毫不夸张地说, 一部 AE 技术的发展史也 就是 AE 信号处理技术的发展史。
GENG Rong- sheng, SHEN Gong- tian1) , LIU Sh-i feng2) ( Beijing Aeronaut ical T echnolog y Research Centr e, Beijing 100076, China)
Abstract: T he dev elopment of acoustic emission ( AE) signal processing and analysis technique w as reviewed. Some challeng ing problems confronted and various metho ds in use were also outlined. T he general state of AE instrument deve-l opment was also described.
# 23 #
耿荣 生等: 声发射信号处理和分析技术
测技术而言, 情况却完全不同。不同的 AE 源机制
可以产生完全 不同的 AE 信号, 而人们对 AE 源机
制的认识总是受到很多条件的限制。因此, 说极端
一点, 检测人员有时几乎不知道真正的 AE 信号究
竟应是什么样子。其次, AE 信号 传输途径的影响
F( t) = S ( t) * M ( t)* C( t )* R( t) (1) 式中 S ( t ) ) ) ) 声源的时域函数
M ( t ) ) ) ) 传输 介质 的脉 冲响 应函 数 ( 格林 函数)
C ( t ) ) ) ) 耦合介质的脉冲响应函数 R ( t ) ) ) ) 换能器的脉冲响应函数
第2 4卷 第 1期 2 00 2 年1 月
无损检测 N DT
Vol. 24 N o . 1 Jan . 2 0 0 2
信号处理 专题综述
声发射信号处理和分析技术
耿荣生, 沈功田1) , 刘时风2) ( 北京航空工程技术研究中心, 北京 100076)
摘 要: 介绍声发射技术发展简况、声发射信号处理面临的困难及目前所用的各种处理和分
# 24 #
( c)
( d)
图 2 不同形式的 AE 信号
位置产生的表面位移[ 3, 4] 。AE 信号的 这种差异可
能让初学者很难理解, 甚至无所适从。
AE 信号处理技术面临的另外两大困难是 AE
信号的微弱性( 但又完全可以是宽动态范围) 和干扰
噪声的多样性。因此, 在 AE 技术发展史上, 各种可
虽然各种检测方法都面临干扰噪声问题, 但由 于声发射是以被动检测的方式用于动态监测, 它所 面临的噪声干扰问题就特别严重, 甚至是其它方法 无法比拟的。在许多情况下, 如利用 AE 进行疲劳 裂纹扩展监测、运行设备状况监测以及对行驶中的 汽车的传动轴和转向节进行动态监视时, 外部干扰 噪声都可能远远大于人们感兴趣的 AE 信号。AE 检测面临的干扰噪声主要有下面几种: 2. 1. 1 电气干扰噪声
( 3) 接地回路噪声 这是由系统或结构的不恰 当接地引起的。为避免这一噪声, 声发射换能器的 电气连接必须与结构绝缘。
( 4) 电磁干扰信号 一般由电源开关或其它邻 近电磁设备引起。必要时, 设备应加上电磁屏蔽。 2. 1. 2 机械噪声源
主要包括 ¹ 实验室中试验机的噪声。 º 外场 测试时的设备运转噪声, 包括来自容器内部的噪声 和连接管道的噪声。 » 泵和阀门的流体噪声。 ¼ 所有的摩擦过程, 如加载引起的移动以及容器的支 撑物等都会引起噪声。 ½ 机械撞击引起的噪声, 如 在户外测试时灰尘、雨点和雪花 等都会引起噪 声。 ¾ 人类本身和周围的动物都可能引起噪声。 2. 1. 3 声波传播途径引起的声信号畸变和衰减
X ) ) ) 角频率 S ( t ) 和 C ( t ) 的不确定性以及 M ( t ) 和 R ( t ) 的复 杂性使 AE 信号处理面临巨大困难。可以说, 既使 对一个长期从事 AE 技术研究的人来讲, 有时也很 难回答类 似/ AE 信 号究竟 是什么 样子0 这 样的问 题。各种文献列举的 AE 信号可以是图 2 中的任何 一种, 也可以是其 它样式, 显然, 其差 异十分巨大。 图 2a 是典型的连 续型 AE 信号, 完全类 似于白噪 声; 图 2b 是目前最常用的谐振频率 为 150kH z AE 传感器的突发型输出信号, 可明显看到边界反射产 生的回波叠加效应和 AE 传感器的振铃效应; 图 2c 是利用宽带 AE 传感器在薄板上获得的垂直激励产 生的 AE 信号, 可分辨出弯曲波和扩展波信号[ 2] ; 图 2d 是在厚板上用电容传感器( 其频率响应极宽ห้องสมุดไป่ตู้ 测 出的相应于固体内一个阶跃变化力 AE 源在/ 震中0
Keywords: Acoustic emission testing ; Signal processing; A nalysis; A coustic emission instrument
声发射( AE) 可以定义为物体或材料内部迅速 释放能 量而产 生瞬态 弹性波 的一 种物 理现 象, 而 AE 信号则表示一个或多个 AE 事件经传感器接收 并经系统处理后 以某种形式出 现的电信号[ 1] 。当 材料遇到/ 麻烦0时, 它们会/ 讲话0, 我们可以利用声 发射设备来/ 听0诸如裂纹扩展、纤维断裂以及材料 其它形式损伤所发出的/ 声音0。AE 相应的弹性波 并不仅局限于可听声域, 在绝大多数情况下, 其有效 频谱范围可伸展到数兆赫甚至数十兆赫频段。所以 严格地讲, 声发射应当被称为应力波发射, 但由于历 史的原因, 人们 已习惯于将其称为声 发射。AE 的 源机制是各式各样的, 如固体内裂纹的形成和扩展 ( 裂纹的传播) 、塑性形变、晶体内位错的移动和位错 在钉扎点上的分离、孪晶边界的移动、复合材料内基 体或夹杂物的破裂、分层或纤维的断裂以及物质结 构的变化( 包括相变) 等。不同的源机制对应不同的 发射声波, 因而也对应不同的 AE 信号。尽管引起