声发射及红外无损检测技术
储罐声发射检测标准
储罐声发射检测标准一、检测原理储罐声发射检测是一种无损检测技术，利用声发射源在储罐壁内部产生的弹性波传播的特性，通过对这些声波的检测和分析，可以对储罐的结构状态和完整性进行评估。
这种检测方法可以有效避免传统破坏性检测带来的成本和风险问题，实现对储罐结构的实时、在线、非破坏性监测。
二、检测设备进行储罐声发射检测需要使用专业的声发射检测设备，包括声发射传感器、信号处理系统、数据采集与分析系统等。
这些设备需要满足一定的技术要求，以保证检测结果的准确性和可靠性。
三、检测程序准备工作：在进行检测前，需要对储罐进行充分的准备工作，包括清洁储罐表面、检查传感器与信号处理系统的连接等。
安装传感器：在储罐的适当位置安装声发射传感器，确保传感器能够捕捉到声发射信号。
采集数据：启动声发射检测设备，对储罐进行声发射信号的采集。
在采集过程中，需要注意控制信号的强度和频率范围。
数据处理与分析：对采集到的声发射信号进行数据处理和分析，提取出有用的信息，如声发射源的位置、强度等。
检测结果判定：根据数据处理和分析的结果，对储罐的结构状态和完整性进行评估，给出相应的判定结果。
四、检测信号分析在进行储罐声发射检测时，需要对采集到的声发射信号进行深入的分析和处理。
通过信号处理技术，如滤波、去噪、时频分析等，可以提取出有用的信息，如声发射源的位置、强度等。
通过对这些信息的分析，可以判断出储罐的结构状态和完整性。
五、检测结果判定根据对声发射信号的分析和处理结果，可以对储罐的结构状态和完整性进行评估。
如果声发射信号强度较高，或者出现多个声发射源，可能意味着储罐结构存在损伤或者缺陷。
在这种情况下，需要进行进一步的检查或者维修。
如果声发射信号强度较低，且没有出现多个声发射源，可以认为储罐结构状态良好，不需要进行维修或者更换。
需要注意的是，储罐声发射检测只是一种无损检测方法，其结果只能提供一定的参考信息。
对于一些复杂的结构或者材料问题，可能需要结合其他无损检测方法或者破坏性检测方法进行综合评估。
声发射检测
声发射检测原理
声发射检测的基本原理是由外部条件(力、热、电、磁 等)的作用而使物体产生并发射声信号，接收这些信号， 加以处理，分析和研究，推断材料内部状态或缺陷性质和 状态变化的信息。声发射检测属于动态无损检测方法。 声发射技术与其他无损检测技术相比，具有两个基本 差别：1.检测动态缺陷，如缺陷扩展；2.缺陷本身发出缺 陷信息，而不是外部输入对缺陷进行扫查。 声发射检测技术的原理：
费利西蒂比大于1表示凯塞效应成立，而小于1则表示费利 西蒂效应成立。
费利西蒂比作为一种定量参数，较好地反映材料中原先所 受损伤或结构缺陷的严重程度，已成为缺陷严重性的重要 评定判据。
一般情况下，费利西蒂比越小，表示原先所受损伤或结 构缺陷越严重。树脂基复合材料等粘弹性材料，由于具有 应变对应力的迟后效应而使其应用更为有效。 在一些复合材料构件中，费利西蒂比小于0.95作为声发射 源超标的重要判据。
亚临界裂纹扩展
凯赛尔效应与费利西蒂效应
凯赛尔效应是德国学者凯赛尔在1963年研究金属声发 射特性时发现的。材料被重新加载期间，在应力值达到上 次加载最大应力之前不产生声发射信号。多数金属材料和 岩石中，可观察到明显的凯赛尔效应。 在重复加载前，如产生新裂纹或其它可逆声发射机制，凯 赛尔效应则会消失。 材料重复加载时，重复载荷到达原先所加最大载荷前发生 明显声发射的现象，称为费利西蒂效应，也可以认为是反 凯赛尔效应。 重复加载时的声发射起始载荷P1对原先最大载荷P2之比 P1/P2,称为费利西蒂比。
为啥复合材料中要取 0.95作为声发射源超标 判据？
声发射源 声电转换 信号放大 信号处理 材料局部变化成为声发射事件，而声发 射源是指声发射事件的物理源点或发生发射波的机制源。 常见的声发射源：
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。
第6章声发射检测技术
第6章-声发射检测技术第6章声发射检测技术6.1检测仪器选择的影响因素在进行声发射试验或检测前，需首先根据被检测对象和检测目的来选择检测仪器，主要应考虑的因素如下：(1) 被监测的材料：声发射信号的频域、幅度、频度特性随材料类型有很大不同，例如，金属材料的频域约为数kHz～数MHz，复合材料约为数kHz～数百kHz，岩石与混凝土约为数Hz～数百kHz。
对不同材料需考虑不同的工作频率。
(2) 被监测的对象：被检对象的大小和形状、发射源可能出现的部位和特征的不同，决定选用检测仪器的通道数量。
对试验室材料试验、现场构件检测、各类工业过程监视等不同的检测，需选择不同类型的系统，例如，对实验室研究，多选用通用型，对大型构件，采用多通道型，对过程监视，选用专用型。
(3) 需要得到的信息类型：根据所需信息类型和分析方法，需要考虑检测系统的性能与功能，如信号参数、波形记录、源定位、信号鉴别、及实时或事后分析与显示等。
表6.1列出了选择检测系统时需要考虑的主要因素。
表6.1 影响检测仪器选择的因素性能及功能影响因素工作频率传感器类型通道数源定位信号参材料频域、传播衰减、机械噪声频响、灵敏度、使用温度、环境、尺寸被检对象几何尺寸、波的传播衰减特性、整体或局部监测不定位，区域定位、时差定位连续信号与突发信号参数、波形数显示噪声鉴别存储量数据率记录与谱分析定位、经历、关系、分布等图表的实时或事后显示空间滤波、特性参数滤波、外变量滤波及其前端与事后滤波数据量，包括波形记录高频度声发射、强噪声、多通道多参数、实时分析6.2 检测仪器的设置和校准声发射检测系统的校准包括在试验室内对仪器硬件系统灵敏度和一致性的校准与在现场对已安装好传感器的整个声发射系统灵敏度和定位精度的校准。
对仪器硬件系统的校准需采用专用的电子信号发生器来产生各种标准函数的电子信号直接输入前置放大器或仪器的主放大器。
对现场已安装好传感器的整个声发射系统灵敏度和定位精度的校准采用在被检构件上可发射机械波的模拟声发射信号，模拟声发射信号的产生装置一般包括两种，一种是采用电子信号发生器驱动声发射压电陶瓷传感器发射机械波，另一种是直接采用铅笔芯折断信号来产生机械波，铅笔芯模拟源如图6.1所示。
声发射检测原理
五、声发射信号的种类和参数
目前人为的将声发射信号分为突发型和连续 型。如果声发射事件信号是断续的,且在时间上可 以分开，那么这种信号就称为突发型声发射信号， 如下图所示。裂纹扩展、断铅信号等都是突发型声 发射信号。
如果大量的声发射事件同时发生,且在时间上 不可分辨，这些信号就叫做连续型声发射信号。如 下图所示。一般流体泄露，金属塑性变形等都是连 续型信号。
突发型声发射信号的各个参数 Db=20lg(v/1uv)-pre
Hale Waihona Puke 撞击:超过门槛并使某一个通道获取数据的任何信 号称之为一个撞击。它反映了声发射活动的总量和 频度,常用于声发射活动性评价。 事件：同一个撞击被多个通道同时检测到并能进行 定位. 计数：超过门槛信号的振荡次数，用于声发射活动 性评价。 能量：信号检波包络线下的面积，反映信号的强度 持续时间：信号第一次越过门槛至最终降至门槛所 经历的时间间隔。 上升时间：信号第一次越过门槛至最大振幅所经历 的时间
三、声发射检测的优点
声发射检测方法在许多方面不同于其它常 规无损检测方法,其优点主要表现为: （1）声发射是一种动态检验方法，声发射探测到的 能量来自被测试物体本身，而不是象超声或射线探 伤方法一样由无损检测仪器提供；
（2）声发射检测方法对线性缺陷较为敏感，它能探 测到在外加结构应力下这些缺陷的活动情况，稳定 的缺陷不产生声发射信号；
（5） 航天和航空工业:航空器壳体和主要构件的检 测和结构完整性评价,航空器的时效试验、疲劳试验 检测和运行过程中的在线连续监测等。 （6） 金属加工：工具磨损和断裂的探测，打磨轮或 整形装置与工件接触的探测，修理整形的验证，金属 加工过程的质量控制，焊接过程监测，振动探测，锻 压测试，加工过程的碰撞探测和预防。 （7） 交通运输业：长管拖车、公路和铁路槽车及船 舶的检测和缺陷定位，铁路材料和结构的裂纹探测， 桥梁和隧道的结构完整性检测
声发射技术
4.2 声发射技术(AE)4.2.1 声发射概念和原理声发射技术Acoustic Emission简称AE，是一种应用日趋广泛的现代无损检测新技术。
受力构件的材料内部在裂纹萌生、扩展过程中会释放塑性应变能并以应力波形式向外传播扩展，这就是声发射现象，AE就是采用高灵敏度的声发射压电传感器安装于受力构件表面形成传感器陈列，实时捕捉来自于构件内部裂纹扩展的动态信息，通过对这些信号的处理分析，可以检测材料内存在的裂纹损伤进行分析和研究。
形象地讲，这是一种听声技术，像医生用听诊器对人体听声来诊病一样，通过听构件内部故障声音来对构件诊断。
AE产生于上个世纪50年代，起于由德国科学家KAISER发现并以其名字命名的KAISER现象。
早期由于人们对声发射信号特征的认识局限性以及计算机技术和信号处理技术发展水平的限制，不能很好区分什么是来自于裂纹缺陷的声音。
信号和环境噪声信号使AE一直处于实验室研究阶段。
到20世纪70年代人们发现了大部分构件裂纹缺陷的声发射信号是高频信号，大致在100 KHz ~ 300 KHz之间，进而采用高频谐振传感器，先进的信号处理技术大大排除了可听音范围内的环境噪声干扰，使AE开始进入实际生产。
进入20世纪80年代，电子计算机技术和现代信号处理技术进入声发射研究领域，AE的应用领域越来越广泛。
20世纪90年代以后，AE在无损检测领域更显得举足轻重，在美国与欧洲的航空航天设计研究与制造部门已成为一种必不可少的技术手段，被广泛用于航空航天飞行器的结构测试。
4.2.2 AE的产品目前有Vallen-Systeme Gmbh公司开发出现代化声发射系统AMSY-5（图4-3），它采用由数字信号处理器构成的并行处理系统，使传统的AE特征提取和实时波形捕捉、波形分析同时处理，拥有快速的信号处理能力。
软件方面，开发了对复杂问题处理的列软件包Visual Circle，它由三个功能不同的软件—— Visual AE、Visual TR和Visual Class组成，大大提高了AMSY-5对于复杂结构在复杂环境下的声发射信号处理能力。
混凝土材料声发射检测技术研究综述
混凝土材料声发射检测技术研究综述混凝土材料声发射检测技术研究综述1. 引言随着建筑工程的发展和社会对安全性的要求越来越高，对混凝土结构的健康状态进行准确检测变得尤为重要。
而声发射检测技术作为一种无损检测方法，逐渐被广泛应用于混凝土结构的健康监测。
本文将对混凝土材料声发射检测技术的研究进行全面综述，以帮助读者更好地理解和应用这一技术。
2. 基本概念2.1 声发射检测技术的原理声发射检测技术通过记录材料在加载或释放应力时产生的声波信号，来评估材料的损伤状态。
当混凝土结构中存在裂缝、破碎或变形时，释放的应力会引起局部能量释放，产生与损伤程度相关的声发射信号。
2.2 声发射参数声发射检测技术中常用的参数包括峰值振幅、能量、持续时间和频谱等。
这些参数可以用来定量评估混凝土结构中的损伤程度和位置。
3. 声发射检测技术在混凝土材料中的应用3.1 混凝土裂缝监测声发射检测技术可以用于监测混凝土结构中的裂缝。
通过分析声发射信号的特征，可以确定裂缝的位置、长度和宽度，进而评估结构的稳定性。
3.2 混凝土破碎和剥落检测声发射检测技术可以用于检测混凝土结构中的破碎和剥落现象。
通过分析声发射信号的能量和频谱，可以判断破碎和剥落的程度，并及时采取修复措施。
3.3 混凝土变形监测声发射检测技术可以用于监测混凝土结构的变形情况。
当混凝土受到应力加载时，会产生相应的声发射信号。
通过分析信号的特征，可以评估结构的变形程度和应力分布情况。
4. 声发射检测技术的优势和限制4.1 优势声发射检测技术具有非接触、实时、在线监测等优势。
它可以提供及时的结构健康状况反馈，帮助预测结构的寿命和安全性。
4.2 限制声发射检测技术在应用中存在一些限制，如信号的噪声干扰、信号分析的复杂性以及对仪器设备和专业知识的要求等。
5. 结论混凝土材料声发射检测技术是一种重要的无损检测方法，可以广泛应用于混凝土结构的健康监测。
通过分析声发射信号的特征，可以评估结构的损伤程度、位置和变形情况。
机械故障诊断-声发射法
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单击此处编辑母版标题样式 7.2.1 声发射的基本原理
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声发射信号的处理 根据分析对象的不同，可以将声发射信号处理方法分 为两大类，即参数分析法和波形分析法。 参数分析处理法就是通过对测得的声发射信号进行初 步的处理和整理，变换成不同的声发射参数来对声发射源 的特征、状态进行分析与处理。
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dF ( x) f ( x)dx F ( x) x f (t )dt
式中：f ( x) 幅度分布谱函数
图7-25 微分型AE幅 度分布
单击此处编辑母版标题样式 7.2.2声发射检测技术的基础 试验表明，不同的声发射 源具有不同的幅度分布谱，有 随幅度增加计数单调减少的分 布谱，但经常遇到的是在比较 宽的幅度范围内，以双对数表 示为负斜率m的线性分布谱， 即： c
2 t 2 ( 2 ) 2 (6)
这里，是体积的相对变形，即在固体弹性介质中压缩 变形以波动形式传播，称为弹性介质中的压缩波，其传播 速度:
V
2 (7)
单击此处编辑母版标题样式 7.2.2声发射检测技术的基础
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若在半无限大固体介质中的某点产生声发射波，呈现 的复杂模式为图7-27。
图7-27 半无限大固体中声发射的传播
单击此处编辑母版标题样式 7.2.2声发射检测技术的基础
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在实际生产中，声发射波在有限厚度介质中的传播方 式如图7-28所示，声波传播过程中在2个界面上发生多次 反射，每次反射都要发生模式变换，这样传播的波称为循 轨波，具有复杂的特性。
图7-28 循轨波的传播
单击此处编辑母版标题样式 7.2.1 声发射的基本原理
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(完整版)无损检测技术及其应用
无损检测技术及其应用一、无损检测概述无损检测 NDT （Non-destructive testing），就是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态（如合格与否、剩余寿命等）的所有技术手段的总称。
与破坏性检测相比，无损检测具有以下显著特点：(1) 非破坏性(2) 全面性(3) 全程性(4) 可靠性问题开展无损检测的研究与实践意义是多方面的，主要表现在以下几方面：(1) 改进生产工艺：采用无损检测方法对制造用原材料直至最终的产品进行全程检测，可以发现某些工艺环节的不足之处，为改进工艺提供指导，从而也在一定程度上保证了最终产品的质量。
(2) 提高产品质量：无损检测可对制造产品的原材料、各中间工艺环节直至最终的产成品实行全过程检测，为保证最终产品年质量奠定了基础。
(3) 降低生产成本：在产品的制造设计阶段，通过无损检测，将存有缺陷的工件及时清理出去，可免除后续无效的加工环节，减小原材料和能源的消耗节约工时，降低生产成本。
(4) 保证设备的安全运行：由于破坏性检测只能是抽样检测不可能进行100%的全面检测，所得的检测结论只反映同类被检对象的平均质量水平。
此外，无损检测技术在食品加工领域，如材料的选购、加工过程品质的变化、流通环节的质量变化等过程中，不仅起到保证食品质量与安全的监督作用，还在节约能源和原材料资源、降低生产成本、提高成品率和劳动生产率方面起到积极的促进作用。
作为一种新兴的检测技术，其具有以下特征：无需大量试剂；不需前处理工作，试样制作简单；即使检测，在线检测；不损伤样品，无污染等等。
无损检测技术在工业上有非常广泛的应用，如航空航天、核工业、武器制造、机械工业、造船、石油化工、铁道和高速火车、汽车、锅炉和压力容器、特种设备、以及海关检查等等。
“现代工业是建立在无损检测基础之上的”并非言过其实。
GB-T_12604.4-2005_无损检测_术语_声发射检测
无损检测术语----声发射检测2.1声发射acoustic emissionAE材料中局域源能量快速释放而产生瞬态弹性波的现象。
a）应力波发射stress wave emission；b）微震动活动microseismic activity；2.2声—超声acousto-ultrsonics AU将声发射信号分析技术与超声材料特性技术相结合，用人工应力波探测和评价构件中弥散缺陷状态、损伤情况和力学性能变化的无损检测方法。
2.3声发射信号持续时间AE signal duration声发射信号开始和终止之间的时间间隔。
2.4声发射信号终止点AE signal end声发射信号的识别终止点，通常定义为该信号与门槛最后一个交叉点。
2.5声发射信号发生器AE signal generator能够重复产生输入到声发射仪器的特定瞬态信号的装置。
2.6声发射信号上升时间AE signal rise time声发射信号起始点与信号峰值之间的时间间隔。
2.7声发射信号起始点AE signal start由系统处理器识别的声发射信号开始点，通常由一个超过门槛的幅度来定义。
2.8阵列array为了探测和确定阵列内源的位置而放置在一个构件上两个或多个声发射传感器的组合。
2.9衰减attenuation声发射幅度每单位距离的下降，通常以分贝每单位长度来表示。
2.10平均信号电平average signal level整流后进行时间平均的声发射对数信号，用对数刻度对声发射幅度进行测量，以dB AE 单位来表示（在前置放大器输入端，0dB AE对应于1μV）。
2.11声发射通道channel，acoustic emission由一个传感器、前置放大器或阻抗匹配变压器、滤波器、二次放大器、连接电缆以及信号探测器或处理器等构成的系统。
注：检测玻璃纤维增强塑料（FRP）时，一个通道可能采用两个以上的传感器；对这些通道可能进行单独处理，也可能按相似的灵敏度和频率特性进行预先分组处理。