声发射检测ppt教学教材.ppt

声发射检测;一、声发射检测原理 二、声发射的特点 三、声发射技术及其所涉及的仪器 四、声发射技术的应用 五、压力管道泄露的声发射检测实验 研究 ;声发射检测 Acoustic Emission Testing 简称 AE 一、 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??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。 ;二、声发射的特点; 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，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）声发射所涉及的设备 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 放大器增益为40dB，滤波器带通为100～300KHz。 ; 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。; 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。 4 PCI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。 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。 ; 四、 声发射技术的应用 现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