声发射知识简要
无损检测之声发射.
第6章 常用无损检测方法 图6-75 突发信号特征参数
第6章 常用无损检测方法
参数 撞击和 撞击计数 事件计数 振玲计数 幅度 能量计数 持续时间 上升时间
表6-1 常用信号特征参数的含义和用途
荷(PAE)对原先所加最大载荷(Pmax)之比，称为费利西蒂比(PAE ／Pmax)。该效应的示意图如图6-73所示。
费利西蒂比作为一种定量参数，可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。
第6章 常用无损检测方法
4）
声发射信号有突发型和连续型两种基本类型，见图6-74。
第6章 常用无损检测方法 图6-70 波的反射与模式转换
第6章 常用无损检测方法
若在半无限大固体中的某一点产生声发射波，当传播到表 面上某一点时，纵波、横波和表面波相继到达，互相干涉而呈 现复杂的模式见图（见6-70)。与地震的情况一样，首先到达 的是纵波，其次到达的是横波，最后到达的是表面波。 在实 际的声发射应用中，经常遇到的是像高压容器那样的厚钢板。 声发射波在厚钢板中的传播方式如图6-71所示，波在传播过程 中在两个界面上发生多次反射， 每次反射都要发生模式变换。
（1） 波的传播模式。声发射波在介质中的传播，根据 质点的振动方向和传播方向的不同，可构成纵波、横波、表 面波、板波等不同的传播模式。
第6章 常用无损检测方法
（2） 波的反射、 折射与模式转换。固体介质中局部变 形时，不仅产生体积变形，而且产生剪切变形，因此将激起 两种波，即纵波(压缩波)和横波(切变波)。当遇到不同介质 的界面时会产生反射和折射，在全内反射时则会出现非均匀 波；在半无限体自由表面上，一定的条件下还可转换成表面 波，见图6-70； 厚度接近波长的薄板中，还会产生板波。
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：
声发射检测技术介绍
声发射与其它无损检测技术对比
声发射检测方法 缺陷的增长／活动 与作用应力有关 其它常规无损检测方法 缺陷的存在 与缺陷的形状有关
对材料的敏感性较高
对几何形状的敏感性较差
对材料的敏感性较差
对几何形状的敏感性较高
需要进入被检对象的要求较少
进行整体监测
需要进入被检对象的要求较多
进行局部扫描
主要问题：噪声、解释
干扰噪声种类
电气干扰噪声 机械噪声源 声波传播途径引起的声信号畸变和衰减
小结
AE源机制的多样性、声波传播途径的复杂性、AE信号本身 的突发性和不确定性，以及干扰噪声的严重性等因素都使 AE信号的处理和分析面临极其严重的挑战。尽管如此，目 前人们还是有了一整套比较有效的AE信号处理和分析方法。 了解并掌握这些方法对AE技术的推广应用具有重要意义。
AE信号的例子
AE信号的例子
另一困难
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，各种可能的信号处理技术都曾被 尝试过。可以毫不夸张地说，在现有的各种无损检测方法 中，AE检测技术所涉及到的信号处理内容应当是最广泛、 最全面的。在了解了这一点之后也就不难理解，为什么会 有如此众多的AE信号处理方法。
声发射检测技术
声发射的基本概念
什么叫声发射？材料内部迅速释放能量而产生瞬态弹性波 (声波) 的一种物理现象
主要的声发射源：裂纹的形成和扩展，塑性形变，位错 的移动，孪晶边界的移动，磁畴壁的移动、复合材料基 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。 声发射的频率范围是什么？几十KHz- 数MHz
声发射原理的应用
声发射原理的应用声发射原理简介声发射原理是指声音在空气或其他介质中传播的过程。
声音是由物体振动产生的机械波，通过振动传递给周围的空气分子或其他介质分子，以波动的形式传播。
声音的传播速度取决于介质的性质，一般在空气中的传播速度为约343米/秒。
声发射原理的应用声发射原理在现实生活中有着广泛的应用，以下是几个常见的应用例子：1. 声波通信声波可以通过空气传播，因此在无线通信方面有着重要的应用。
例如，在海洋中，声波的传播速度要比无线电波的传播速度快得多。
因此，在海洋中，声波常常被用于声纳和水声通信。
声纳是一种利用水中声波传播的技术，可以用于探测水下的物体，如鱼群、潜艇等。
此外，声波还可用于水下通信，如水下电话、水下传输数据等。
2. 声音放大器声发射原理也被广泛应用于音响设备中。
声音放大器是一种将音频信号增强并输出到扬声器的设备，它利用声发射原理中的声波传播过程，将微弱的音频信号放大成可以听到的声音。
一般的音响设备由音频源、音频功放和扬声器组成，其中音频功放起到放大信号的作用。
通过声波传播，音响设备可以使音乐、对话等声音传达到听众的耳朵中。
3. 声波清洗器声波清洗器是利用声发射原理进行清洁的设备。
它通过声波的振荡和压缩，产生局部高压和低压，从而实现对物体表面的清洗。
声波清洗器广泛应用于家庭和工业清洁，如清洗眼镜、餐具、机械零件等。
通过超声波的振动作用，声波清洗器可以有效去除物体表面的污垢和细菌。
4. 声波测距仪声波测距仪是一种利用声波传播延迟时间来测量距离的设备。
它通过发送声波信号，测量声波从发射器发出到接收器接收到的时间差，进而计算出距离。
声波测距仪在工程测量、地质勘探等领域有着重要的应用。
例如，当工程师需要测量一个建筑物或地下隧道的长度时，可以使用声波测距仪来实现非接触测量。
5. 声波成像声发射原理还可以用于声波成像，这在医学领域中有着广泛的应用。
声波成像技术是一种无创性的检查方法，可以用来观察人体内部的结构和器官。
声发射基础原理
稳态源模型的声发射源事件的能量分配过程 （裂纹扩展期间释放应变能）
分配过程 源事件 应变能释放 晶格应变能 新断口表面能 热能 弹性波能
• 突发声发射信号——声发射事件信号是断续，且在 时间上可以分开，那么这种信号就叫突发声发射信 号。 • 连续声发射信号——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声发 射信号。实际上连续型声发射信号也是由大量小的 突发型信号组成的，只不过太密集不能单个分辨而 已 。 • 声发射信号动态范围——材料内产生的声发射信号 具有很宽的动态范围，其位移幅度可以从小于10-15 m到10-9 m, 达到106量级（120dB）的范围。
2 2 2 2 1 2 2
1
}
• 式中括号内第一项是纵波贡献分量，而第二项是横波贡献， 在板中来回反射的波的贡献（第三项之后）在式中略去。
点脉冲加载的源
冲击载荷
TIME
2.0
• 具有一般形状的短脉冲力源f（t），该处的速度响应为纵波 的速度响应与力的变化率成正比，而切变波的速度响应与力 的大小成正比。 • 表面阶跃力源在厚板对面产生的垂直位移。
纤维增强复合材料中的声发射源
其它声发射源 ①流体介质的泄漏 ②氧化物或氧化层的开裂 ③夹渣开裂 ④摩擦源 ⑤液化和固化 ⑥元件松动、间歇接触 ⑦流体和非固体 ⑧裂纹闭合 这是在声发射检测过程中有可能经常遇到的。
第五节
波的传播
• 波——就是材料质点离开平衡位置的运动（振动） 在材料中的传播。 • 纵波（压缩波）——质点的振动方向与波的传播 方向平行，可在固体、液体、气体介质中传播。
第二章 声发射检测的物理基础
第一节
材料的结构
• 晶界——晶粒之间的界面称为晶界。典型晶粒的大小为几微 米到几百微米之间。
声发射技术原理
声发射技术原理声发射技术原理是一种利用声波进行通信和定位的技术。
声发射技术可以用于水下通信、地震监测、声呐定位、声纳探测等领域，具有广泛的应用前景。
声发射技术的原理主要包括声波的产生、传播和接收三个方面，下面将对这几个方面进行详细的阐述。
声波的产生是声发射技术的基础。
声波是由物体振动产生的，振动的物体会使周围的介质产生压力变化，从而形成声波。
声发射技术中常用的声源包括压电换能器、磁致伸缩换能器、电动换能器等。
这些声源可以将电能或机械能转化为声能，产生可控的声波信号。
声波的频率、幅度和波形对声发射技术的性能和应用具有重要影响，因此声源的设计和选择是声发射技术中的关键技术之一。
声波的传播是实现声发射技术的基础。
声波是一种机械波，需要介质传播。
在空气中，声波是通过空气分子的运动传播的；在水中，声波是通过水分子的振动传播的。
声波的频率、波长和传播速度由介质的性质决定，不同介质的声波传播特性也会有所不同。
声波的传播在声发射技术中需要考虑介质的声学特性、传播路径和传播损耗等因素，以实现准确的声信号传输和定位。
声波的接收是实现声发射技术应用的关键环节。
声波到达接收器时，会引起接收器内部的物理变化，如振动、压力变化等。
接收器将这些物理变化转化为电信号，经过放大、滤波、数字化等处理后，最终得到声波的相关信息。
声波的接收器和信号处理技术对声发射技术的灵敏度、分辨率和定位精度起着至关重要的作用。
声发射技术的原理涉及到声波的产生、传播和接收三个方面。
在声发射技术的研发和应用过程中，需要充分理解声波的物理特性、声源和接收器的设计原理、声波传播的特性等，以实现声发射技术在通信、定位、探测等方面的应用。
声发射技术的不断发展将会为海洋勘测、水下探测、环境监测、物资运输等领域带来更多的创新和应用可能。
声发射知识简要
第1章和第2章1．什么是声发射材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式快速释放出应变能的现象。
2．什么是声发射检测技术用仪器检测，分析声发射信号并利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射检测技术。
3．金属材料中的声发射源有哪些金属塑性变形、断裂、相变、磁效应等。
4．声发射检测方法的特点（1）动态无损检测方法（2）几乎不受材料的限制（3）可以长期，连续监测（4）易受噪声干扰（5）对缺陷进行定性分析5．为什么要用其它无损检测方法对声发射源进行评价？常用的无损检测方法有哪些？答：声发射技术只能定性评价活动性声源，不能判断缺陷的尺寸和类型（裂纹、未熔合、未焊透、夹渣）。
因此，应采用其它无损检测方法对声发射源进行评价，常用的无损检测方法有射线、超声、磁粉、渗透、涡流等。
6．什么是弹性变形和塑性变形？材料或构件在外力作用下要改变原来的形状，当外力消除后能完全消失的变形叫做弹性变形，消失不了而残留下来的变形叫做残余变形或塑性变形。
7．凯塞效应，Kaiser effect在固定的灵敏度下，材料或构件所加载荷低于先前所受应力水平之前不出现可探测的声发射的现象。
8．费利西蒂效应（Felicity effect）在固定的灵敏度下，材料或构件所加载荷低于先前所受应力水平的情况下，出现可探测到的声发射的现象。
9．费利西蒂比费利西蒂效应出现时的应力与先前所加最大应力之比。
10．突发型声发射定性描述分立声发射事件产生的分立的声发射信号。
11．连续型声发射定性描述快速声发射事件产生的持续的声发射信号。
12．试举出压力容器管道与构件的破裂模式延性破裂，脆性破裂、疲劳破裂、应力腐蚀破裂、压力冲击破裂、蠕变破裂等。
13．造成声波衰减的主要因素有哪些？扩散衰减散射衰减吸收衰减14．声波在固体介质中的传播速度与哪些因素有关？钢中纵波、横波和表面波的波速有何近似关系？介质的弹性模量、密度、泊松比、波型1.8：1：0.9纵波波速：横波波速：表面波波速15.声发射信号源一定是缺陷源。
声发射检测原理
声发射检测原理声发射检测是一种无损检测方法，广泛应用于钢结构、物化设备等领域，用于评估材料或结构的完整性和稳定性。
在这篇文章中，我们将介绍声发射检测的原理以及如何应用该方法检测材料或结构的缺陷。
声发射检测原理声发射是指在材料或结构受到外部负荷的作用下，产生局部应力达到材料的应力临界值时，在材料内部或表面产生的声波信号。
这些声波可以通过传感器捕捉到，用于检测材料或结构的完整性和稳定性。
声发射检测最重要的原理是利用声波传播的特性来识别材料或结构中存在的缺陷。
当材料或结构受到外部作用时，缺陷处的应力集中会引起局部弹性形变。
如果这种形变足够大，它将达到材料的临界值并导致裂纹的扩展。
此时，声波会从缺陷处传播到材料的表面并通过传感器捕获到。
这些传感器可以将声波转换为电信号并将其传输到信号处理系统进行分析和识别。
声发射检测应用声发射检测在材料和结构领域的应用非常广泛。
它可以评估材料和结构中缺陷的数量、位置、大小和形态。
以下是一些常见的应用场景：管道监测声发射检测可以用于检测管道系统中的裂纹和漏洞。
在管道上设置传感器，当管道受到外部负荷时，如果存在裂纹或漏洞，声波将通过传感器传播到信号处理器中，由此可以确定管道中的缺陷位置、大小和形态。
钢结构监测声发射检测可以用于验证大型钢结构的完整性和稳定性。
在钢结构上设置传感器，当该结构受到外部负荷时，声波将通过传感器传播到信号处理器中，并可以识别出结构中的缺陷或损伤。
桥梁监测声发射检测可以用于检测桥梁的裂纹和损伤。
在桥梁上设置传感器，当桥梁受到外部负荷时，如果存在裂纹或损伤，声波将通过传感器传播到信号处理器中，从而可以检测出桥梁中的缺陷位置、大小和形态。
航空航天元器件监测声发射检测可以用于检测航空航天元器件中的裂纹和损伤。
在元器件上设置传感器，当元器件受到外部负荷时，声波将通过传感器传播到信号处理器中，并可以识别出元器件中的缺陷或损伤。
小结声发射检测是一种无损检测方法，通过利用声波传播的特性来识别材料或结构中存在的裂纹和损伤等缺陷。
声发射——精选推荐
声发射技术
声发射技术原理及其特征
声发射检测系统
声发射技术分析方法
声发射技术在工程中的应用
第1部分
原理特征
声发射技术特点：
¾动态检测方法，探测到的能量来自被测物体本身
¾能探测和评价整个结构中活性缺陷的状态
¾可提供活性缺陷随载荷、时间、温度等外变量而变化的实时或连续信息¾对被检件的接近要求不高，对构件的几何形状不敏感
¾对于在用设备的定期检验，声发射检验方法可以缩短检验的停产时间或者不需要停产
¾声发射具有不可逆效应，即材料只有在当它所受的应力水平超过前期所曾经受过的最高应力水平时，才会再有声发射产生。
第2部分
标定试验要求
试块面积要远大于传感器的面积
试块光洁度较高
传感器对声发射的特征参数采集时间较长
信
微元体受力图
第3部分
分析方法
突发性波形参数有：
H its v s T im e(s e c) &A m p litu d e<A ll C h a n n e ls>
主副鉴别副
主主信号门
输出副噪声
噪声T2噪声
噪声信号门
输出
T1T2噪声噪声信号门
输出
T
S1S2
x
d
(2)
(3)
N1
第4部分
在工程中的应用
混凝土材料受压全过程的声发射图
S6S5 S3S2
定位结果。
声发射基本介绍
2、1声发射检测得基本原理当材料或结构受应力作用时,由于其微观结构得不均匀及缺陷得存在,导致局部产生应力集中,造成不稳定得应力分布。
当这种不稳定状态下得应变能积累到一定程度时,不稳定得高能状态一定要向稳定得低能状态过渡,这种过渡通常就是以塑性变形、相变、裂纹得开裂等形式来完成。
在此过程中,应变能被释放,其中一部分以应力波得形式释放出来,这种以弹性应力波得形式释放应变能得现象叫做声发射,也叫应力波发射。
固体材料产生局部变形时,不仅产生体积变形,而且会产生剪切变形,因此会激起两种波,即纵波(又称压缩波)与横波(剪切波)。
产生这种波得部位叫作声发射源。
这种纵波与横波从声发射源产生后通过材料介质向周围传播,--部分通过介质直接传到安放在固体表面得传感器,形成检测信号,还有一部分传到表面后会产生折射,一部分形成折射波返回到材料内部,另一部分则形成表面波(又称瑞利波),表面波沿着介质得表面传播,并到达传感器,形成检测信号。
通过对这些信号进行探测、记录与分析就能够实现对材料进行损伤评价与研究。
其原理如图所示图2、1 声发射检测原理Fig、2、l AE detecting schematic材料在应力作用下得变形与开裂就是结构失效得重要机制。
这种直接与变形与断裂机制有关得源,通常称为传统意义上得声发射源。
近年来,流体泄漏、摩擦、撞击、燃烧等与变形与断裂机制无直接关系得另一类弹性波源,也归到声发射源范畴,称为其它声发射源或二次声发射源。
2、2声发射信号处理声发射信号就是一种复杂得波形,包含着丰富得声发射源信息,同时在传播得过程中还会发生畸变并引入干扰噪声。
如何选用合适得信号处理方法来分析声发射信号,从而获取正确得声发射源信息,一直就是声发射检测技术发展中得难点。
根据分析对象得不同,可把声发射信号处理与分析方法分为两类:一就是声发射信号波形分析,根据所记录信号得时域波形及与此相关联得频谱、相关函数等来获取声发射信号所含信息得方法,如FFT变换,小波变换等;二就是声发射信号特征参数分析,利用信号分析处理技术,由系统直接提取声发射信号得特征参数,然后对这些参数进行分析与评价得到声发射源得信息。
声发射检测技术介绍
干扰噪声种类
电气干扰噪声 机械噪声源 声波传播途径引起的声信号畸变和衰减
小结
AE源机制的多样性、声波传播途径的复杂性、AE信号本身 的突发性和不确定性，以及干扰噪声的严重性等因素都使 AE信号的处理和分析面临极其严重的挑战。尽管如此，目 前人们还是有了一整套比较有效的AE信号处理和分析方法。 了解并掌握这些方法对AE技术的推广应用具有重要意义。
主要问题：接近、几何形状
声发射技术的主要应用领域
静力强度试验：大型压力容器等； 泄漏监测：石油管道，压力容器； 结构监测：
过程监测：机械加工，焊接过程，轴承状态；
材料测试：复合材料，铝合金等。
压力容器和贮罐的AE监测
声发射(AE)检测技术是一种评估压力容器、贮罐及结构状况 的新方法。许多规范和标准(ASME、ASTM、DOT)为声发射检 测容器提供了依据, 从运输用的煤气桶和铁路罐车到30000 吨贮罐。这种方法用探头探测从恶化的结构中加载时发出的 高频信号, 这些信号可能来自局部的高应力点(塑性屈服)、 裂纹增长或腐蚀产生的断裂等能量释放。声发射检测通常是 在控制增加操作压力或保压期间、或冷却或控制温度变化即 热应力区期间进行是最有意义的。只关心活动的缺陷和恶化 结果的声发射,而不随时间变化反应缓慢的缺陷是不威胁结 构完整性的。
声发射检测技术
声发射的基本概念
什么叫声发射？材料内部迅速释放能量而产生瞬态弹性波 (声波) 的一种物理现象
主要的声发射源：裂纹的形成和扩展，塑性形变，位错 的移动，孪晶边界的移动，磁畴壁的移动、复合材料基 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。 声发射的频率范围是什么？几十KHz- 数MHz
声发射检测技术特点（1）
声发射教材
声发射技术培训教材北京科海恒生科技第一章概论1.1 声发射技术概念声发射技术〔AET—Acoustic Emission Technique〕，是一种新兴的动态无损检测技术，其涉及声发射源、波的传播、声电转换、信号处理、数据显示与记录、解释与评定等根本概念，根本原理如图1-1所示。
图1-1 声发射技术根本原理声发射〔AE—Acoustic Emission,〕，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,这种现象叫声发射。
在应力作用下，材料变形与裂纹扩展，是构造失效的重要机制。
这种直接与变形和断裂机制有关的源，通常称为传统意义上或典型的声发射源。
另外，流体泄漏、摩擦、撞击、燃烧等与变形和断裂机制无直接关系的另一类弹性波源，称为其它或二次声发射源。
声发射波的频率范围很宽，从次声频、声频直到超声频，可包括数Hz到数MHz；其幅度从微观的位错运动到大规模宏观断裂在很大的范围内变化；按传感器的输出可包括数μV到数百mV。
不过，大多数为只是使用高灵敏的传感器〔Sensor〕或称探头，才能探测到的微弱振动。
目前，用最灵敏的传感器，可探测到约为10-11mm外表振动。
声发射源发出的弹性波，经介质传播到达被检物体的外表，引起外表的机械振动。
经耦合在被测物体外表的声发射传感器将外表的瞬态位移转换成电信号，声发射信号再经放大、处理后，形成其特性参数，并被记录与显示。
最后，经数据的解释，评定出声发射源的特性。
声发射检测的主要目标是：①确定声发射源的部位；②分析声发射源的性质；③确定声发射发生的时间或载荷；④评定声发射源的严重性。
一般而言，对超标声发射源，要用其它无损检测方法进展局部复检，以准确确定缺陷的性质与大小。
1.2 声发射技术的特点与其它无损检测方法相比，声发射技术具有两个根本的差异：①检测动态缺陷，而不是检测静态缺陷，如缺陷扩展；②缺陷本身发出缺陷信息，而不是用外部输入对缺陷进展扫查。
这种差异使得该技术具有以下优点和局限性。
声发射原理
声发射原理声发射原理是指声音是如何产生和传播的原理。
声音是一种机械波，是由物体的振动产生的。
在我们日常生活中，声音无处不在，了解声发射原理对我们理解声音的产生和传播有着重要的意义。
首先，声音的产生是由物体的振动引起的。
当一个物体振动时，周围的空气分子也会跟随振动，形成一种机械波，这种机械波就是声音。
例如，当我们敲击一根木棍时，木棍就会振动，振动的木棍会使周围的空气分子产生振动，从而形成声音。
其次，声音的传播是通过介质传播的。
声音需要介质的支持才能传播，一般来说，空气是最常见的声音传播介质。
当声音产生后，通过振动的空气分子向四周传播，当这些振动的空气分子到达我们的耳朵时，耳朵就会感知到声音。
除了空气，声音还可以在其他介质中传播，比如水和固体。
在水中，声音的传播速度要比在空气中快4.3倍，这也是为什么在水中听到的声音会比在空气中更加清晰。
在固体中，由于分子之间的紧密排列，声音的传播速度更快，传播距离也更远。
最后，声音的传播是以波的形式进行的。
声音是一种机械波，它具有波长、频率和振幅等特性。
波长决定了声音的音调，波长越短，音调越高，波长越长，音调越低。
频率则决定了声音的音量，频率越高，声音越响亮，频率越低，声音越微弱。
振幅则决定了声音的强度，振幅越大，声音越强烈，振幅越小，声音越微弱。
总的来说，声发射原理是关于声音产生和传播的基本原理，了解这些原理有助于我们更好地理解声音在空气、水和固体中的传播规律，也有助于我们更好地利用声音进行通讯和传播。
希望通过本文的介绍，读者们能够对声发射原理有一个更加深入的了解。
1声发射技术及应用11教程
三、声发射技术的主要研究内容
➢ 声发射波在固体材料中的传播理论
回想一下石子或小鸟落进池塘时所产生的波纹，就可以想象出声发射波的形象。波纹从源处向外扩散最 终到达岸边，以一种很复杂的方式反射并最终消失。
由于波纹的作用，靠近池塘岸边的漂浮软木塞会以一种很复杂的 韵律上下振动几秒钟，即使石子的作用在不到一秒的时间内已经消 失。
瑞利波传播示意图
三、声发射技术的主ຫໍສະໝຸດ 研究内容4.板波 如果固体物质的尺寸进一步受到限制而成为板状，则当板厚小
到某一程度时，瑞利波就不会存在而只能产生各种类型的板波。 板波中最主要的一种是兰姆波，狭义地讲，通常所说的板波即
指兰姆波。 兰姆波是纵波与横波组合的波，它只能在固体薄板中传播，质
点作椭圆轨迹运动，按质点的振动特点可分为对称型(膨胀波)和 非对称型(弯曲波)两种。
三、声发射技术的主要研究内容
凯塞尔认为晶界的变形不协调引起的摩擦是声发射的主要来源。 六十年代，在美国出现了声发射技术的研究高潮。 Schofield提出了声发射来源于材料内部机制－位错运动。 连续型声发射信号来源于位错钉扎和交叉滑移；突发型声发射信号与堆垛层错的形成和机械孪 晶的快速变形机构有关。
三、声发射技术的主要研究内容
在实际的声发射检测中，检测到的单个信号是经过多次反射和波型变换的复杂脉冲信号。在声发射 检测分析仪中，对单个声发射信号常用以下6个表征参量。
（1）声发射事件与振铃计数 一个突发型信号的时域波形，通过包络检波后，波形超过预置的阀值电压(也称门槛值)形成一个脉冲，该脉 冲就是一个事件计数。 一般，一个声发射事件反映了声源一次应变能的释放。若将时域波形中超过门槛值的振铃次数形成矩形脉 冲，则计数这些振铃脉冲就是振铃计数，如图所示，跃过门槛值的振铃计数为7。
无损检测之声发射.
因易受传播的影响而其物理意义变得不明显
第6章 常用无损检测方法
(2) 信号波形特征。
波形是声发射传感器输出电压随时间变化的曲线，它可以 用示波器从前置放大器或主放大器的输出端观察到，也可以从 瞬态记录仪或波形记录装置上记录下来。典型的突发信号的波 形如图6-76（a）所示，它的上升段比较迅速，而下降段呈现指 数衰减振荡的现象，其包络线的形态则呈三角形。声发射源的 一次突发发射实际上是一个突发脉冲，传感器输出的信号呈现 复杂的波形，则是信号在介质中传播过程的反射、折射、波形 变换、传感器的谐振等多种因素合成的结果。
特点与用途
反映声发射活动的总量和频度，常用于声发射 活动性评价
反映声发射活动的总量和频度，用于声发射源 活动性和定位集中度评价
信号处理简单，广泛用于声发射活动性评价， 但受门槛的影响
不受门槛的影响，直接决定时间的可测性，常 用于声发射源的类型鉴别，强度及衰减的测量
反 映 事件 的相 对能 量或 强度 ， 可取 代振 铃 计 数，用于声发射源的类型鉴别
（2） 声发射检测一般需要适当的加载程序。多数情况 下，可利用现成的加载条件，但有时还需要特殊准备。
（3） 由于声发射的不可逆性，实验过程的声发射信号 不可能通过多次加载重复获得，因此，每次检测过程的信号 获取是非常宝贵的，应避免因人为疏忽而造成数据的丢失。
（4） 声发射检测所发现的缺陷的定性定量，仍需依赖于 其他无损检测方法。
2） 声发射信号的传播
，
一般为宽频带尖脉冲， 包含着声发射源的定量信息。然而，
所测得的信号波形，由于介质的传播特性和传感器频响特性
的影响而变得非常复杂，与原波形有很大差异，从而大大地
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第1章和第2章1．什么是声发射材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式快速释放出应变能的现象。
2．什么是声发射检测技术用仪器检测，分析声发射信号并利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射检测技术。
3．金属材料中的声发射源有哪些金属塑性变形、断裂、相变、磁效应等。
4．声发射检测方法的特点（1）动态无损检测方法（2）几乎不受材料的限制（3）可以长期，连续监测（4）易受噪声干扰（5）对缺陷进行定性分析5．为什么要用其它无损检测方法对声发射源进行评价？常用的无损检测方法有哪些？答：声发射技术只能定性评价活动性声源，不能判断缺陷的尺寸和类型（裂纹、未熔合、未焊透、夹渣）。
因此，应采用其它无损检测方法对声发射源进行评价，常用的无损检测方法有射线、超声、磁粉、渗透、涡流等。
6．什么是弹性变形和塑性变形？材料或构件在外力作用下要改变原来的形状，当外力消除后能完全消失的变形叫做弹性变形，消失不了而残留下来的变形叫做残余变形或塑性变形。
7．凯塞效应，Kaiser effect在固定的灵敏度下，材料或构件所加载荷低于先前所受应力水平之前不出现可探测的声发射的现象。
8．费利西蒂效应（Felicity effect）在固定的灵敏度下，材料或构件所加载荷低于先前所受应力水平的情况下，出现可探测到的声发射的现象。
9．费利西蒂比费利西蒂效应出现时的应力与先前所加最大应力之比。
10．突发型声发射定性描述分立声发射事件产生的分立的声发射信号。
11．连续型声发射定性描述快速声发射事件产生的持续的声发射信号。
12．试举出压力容器管道与构件的破裂模式延性破裂，脆性破裂、疲劳破裂、应力腐蚀破裂、压力冲击破裂、蠕变破裂等。
13．造成声波衰减的主要因素有哪些？扩散衰减散射衰减吸收衰减14．声波在固体介质中的传播速度与哪些因素有关？钢中纵波、横波和表面波的波速有何近似关系？介质的弹性模量、密度、泊松比、波型1.8：1：0.9纵波波速：横波波速：表面波波速15.声发射信号源一定是缺陷源。
×16．缺陷在受载状态下一定会产生声发射信号。
×17．压力容器水压试验声发射检测过程中，没有发现声发射信号，说明该容器不存在缺陷。
×18．如果声发射信号的幅度低于模拟声源信号幅度，则说明此声发射源不是缺陷源。
×19．加载速度快慢对声发射检测没有影响。
×第3章和第4章声发射接收传感器的主要功能是：1 转变机械波为电信号2 转变电量为声发射信号3 声发射信号滤波4 声发射信号放大主放大器中的输出信号是 1 数字信号 2 模拟信号 3 机械波 4 图像信号定义门槛值的参照基准为1 传感器输出信号2主放大器输出信号3 前放的输出信号4 以上都不是定义信号幅度的参照基准为1 传感器输出信号2 主放大器输出信号3 前放的输出信号4 以上都不是如定义0dB为传感器输出信号1uv，信号幅度为40dB的声发射信号是1前放输出10mv 2 主放大器输出1v 3 传感器输出0.1mv 4 传感器输入信号1mv前置放大器是：1模拟电路2数字电路 3 模数混合电路前置放大器的输入输出信号是：1 模拟信号2 数字信号3 输入模拟信号输出数字信号4 输入数字信号输出模拟信号模拟声发射仪的特征是：1 振铃计数等声发射参数由硬件模拟电路产生2振铃计数等声发射参数由硬件数字电路产生3振铃计数等声发射参数由计算机软件计算产生4上述2和3数字参数声发射仪的特征是：1 振铃计数等声发射参数由硬件模拟电路产生2振铃计数等声发射参数由硬件数字电路产生3振铃计数等声发射参数由计算机软件计算产生4上述2和3全波形声发射仪的特征是：1 振铃计数等声发射参数由硬件模拟电路产生2振铃计数等声发射参数由硬件数字电路产生3振铃计数等声发射参数由计算机软件计算产生4上述2和3滤波器的功能是去除或抑制噪声信号滤波器可设在：1 模拟电路2 数字电路3 软件4 以上全部同轴屏蔽电缆适用于：1 100米以上的模拟信号传输2 100米以下的模拟信号传输3 100米以上数字信号传输4 100米以下数字信号传输光导纤维电缆适用于：1 100米以上的模拟信号传输2 100米以下的模拟信号传输3 100米以上数字信号传输4 100米以下数字信号传输什么是波导及其功能：要点：金属棒、金属管、高温等时差定位的仪器特征：1 多通道2 单通道3 精确信号到达时间测量4 精确信号幅度测量5 1和3计算题：某声发射系统前放放大为40dB，主放大为40dB，门槛设在主放大器输出端，问如测得某信号幅度为60dB（定义0dB为传感器输出信号1uv），前放输出电压为多少伏？主放大器输出为多少伏？如判定该信号为噪声信号希望用门槛设置去除，门槛电压至少应为多少伏？（100毫伏，10伏，10伏）第5章、第6章和第7章1. 正确的系统时间的设置（如HDT）对于有效的数据采集是非常重要的。
（√）2. 排除噪声的最好方法是消除噪声源。
（√）3. 声发射信号的事后分析不可以采用数据过滤进行处理，否则会失掉数据的真实性。
（×）4. 声发射信号的小波分析方法是波形特征参数分析方法的一种。
（×）5. 缺陷尺寸越大，声发射信号幅度越大。
（×）6. 声发射检测的主要目的就是要找出声发射源。
（×）7. 声发射源的活度是指源的事件数随加压过程或时间变化的程度。
（√）8. 声发射源的强度是指源的所有事件的平均幅度。
（×）9. 振铃计数是指声发射信号超过预置阈值的次数。
（×）10. 当声发射源区的声发射事件数随着升压或保压呈连续增加时，则该源具有强活性。
（×）11. 如果声发射源区的声发射事件数随着升压或保压呈间断增加时，则该源具有弱活性。
（×）12. 声发射源的综合等级划分是根据声发射源的活度级别或强度级别综合考滤来确定的。
（×）13. 声发射源的强度是指声发射源所释放的平均弹性能。
（√）14. 声发射源的强度是用声发射信号幅度的大小来表示的。
（×）15. 采用波形记录方法，通过现场使用多通道声发射仪，对大型结构进行检测时可以将整台容器整个检测过程出现的声发射信号全部用波形记录下来并对信号进行实时处理。
（×）16. 声发射源的强度可分为高强度、中强度、弱强度三个级别。
（√）17. 声发射源的活度可分为强活性、活性、弱活性、非活性四个级别。
（√）18. 声发射源的综合等级可划分为六个等级。
（√）19. 声发射源的结果评定，实际上就是对发现的缺陷如何进行处理。
（√）20. 声发射检测所发现的声发射源均应采用常规无损检测方法进行复验。
（×）21. 缺陷尺寸越大，声发射源的综合等级越严重。
（×）22. 缺陷尺寸越小，声发射源的活度越弱。
（×）23. 声发射源的强度越强，则缺陷的实际尺寸越大。
（×）24. 声发射源的评定是根据声发射源的综合等级和其他无损检测方法复验确定的缺陷严重性级别来确定的。
（√）25. 声发射检测记录和数据应至少保存7年。
（√）26. 声发射源的严重性可分为不严重、严重、很严重三个等级。
（√）27. 声发射源综合等级为F级的声发射缺陷源，其严重性应为很严重。
（×）28. 对声发射信号特征参数进行分析的常用经典方法包括参数随时间的变化分析、参数的分布分析、参数间的关联分析和模式识别。
（×）29. 检测过程中背景噪声大于所设定的阈值，如果影响不大可以不做处理。
（×）30. 声发射检测中常见的噪声源是 D 。
A 仪器内部的电噪声B 外部工业干扰C 天电干扰D 以上全部31. 声发射仪产生的自激 A 。
A 属于电噪声B 属于机械噪声C 不属于噪声范畴D 天电干扰引起32. 容器内部的内件移动引起的声发射信号属于 B 。
A 相关声发射信号B 机械噪声信号C A和BD 以上都不对33. 机械噪声的频率范围多数集中于 C 。
A 20Hz以下B 20kHz以下C 100kHz以下D 200kHz以下34. 噪声信号的类型为 C 。
A 突发式B 连续式C A和BD 以上都不对35. 声发射检测时背景噪声的测量应在 A 。
A 加载检测前B 加载检测中C 加在检测后D 可以不测36. 测量背景噪声的时间不少于 A 。
A 5分钟B 10分钟C 15分钟D 20分钟37. 常用的5个声发射信号特征参数有：振铃计数、能量、幅度、上升时间和A 。
A 平均信号电平B 平均频率C 时差D 持续时间38. 对低于20kHz的噪声，可采用 B 进行抑制。
A 门限设置B 频带设置C 时差设置D 以上都可以39. 当采用谱分析的方法时，必须采用 D 采集和记录声发射信号。
A 低频探头B 高频探头C 窄频带探头D 宽频带探头40. A 包括的信息量更大。
A 声发射波形记录B 波形特征参数记录C 实时记录D 都可以41. 由 D 引起的声发射信号是相关的声发射信号。
A 风雨B 氧化皮剥落C 容器内件活动D 材质局部屈服42. 下列 B 属于声发射信号波形分析方法。
A 幅度分布分析B 人工神经网络模式识别分析C 能量与持续时间的关联分析D 以上都是43. 下列 C 属于声发射信号的波形特征参数分析方法。
A 小波分析方法B 现代谱分析方法C 灰色关联分析D 以上都不是44. 声发射源的强度可用 D 参数来表示。
A 计数B 能量C 幅度D 以上都是46. 下列声发射源综合等级为 D 的源必须采用常规无损检测方法进行复验。
A A 级B B 级C C 级D D 级47. 下列声发射源综合等级为 A 的源无须采用常规无损检测方法进行复验。
A A 级B B 级C C 级D D 级49. 声发射检测中常用的噪声排除基本方法有哪些？每种方法的适用范围？答：有5种排噪方法。
幅度鉴别：排除低电平的内部噪声和外部干扰。
频率鉴别：排除频带外的内部噪声和外部干扰。
时间鉴别：排除较缓慢和叫快速的外部干扰。
空间鉴别：排除检测区域以外的外部干扰。
统计鉴别：排除随机分布的外部干扰。
50. 声发射信号的采集和处理分析方法可分为哪两大类？答：以存储和记录声发射信号的波形，对波形进行频谱分析的波形分析方法。
以多个简化的波形特征参数来表示声发射信号的特征，然后对这些波形特征参数进行分析和处理的特征参数分析方法。
51、用图示的方法说明声发射幅度、上升时间、计数、能量和持续时间参数。
答： 持续时间上升时间幅度包络为能量图1a计数问答题：1、请解释PDT、HDT和HLT英文缩写。
答：峰值定义时间、撞击定义时间和撞击闭锁时间。
2. 压力容器声发射检测加载过程中有哪些干扰因素？3. 为什么传感器的标定以及衰减测量要在声发射检测条件相同的状态下进行？答：声发射传感器是复杂的多共振的电、机械振动糸统。