声发射特征参数
岩石破坏过程中的声发射分布规律及其分形特征
岩石破坏过程中的声发射分布规律及其分形特征下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help yousolve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts,other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!岩石破坏过程中的声发射分布规律及其分形特征一直是岩石力学与岩土工程领域中备受关注的研究课题。
声发射特征参数范文
声发射特征参数范文声发射特征参数是声学研究中常用的一种形式化描述声音特征的方法。
它是通过对声音信号进行分析和提取，从而得到一系列数值化的参数来描述声音的特征。
在许多领域中，如语音识别、音乐信息检索和声音合成等，声发射特征参数的应用非常广泛。
声发射特征参数可以分为时域参数和频域参数两种。
时域参数是根据声音信号的时域波形进行分析得到的。
常见的时域参数有均值、方差、最大值、最小值、过零率、能量等。
频域参数是通过对声音信号进行傅里叶变换得到频谱图，然后对频谱图进行分析得到的。
常见的频域参数有频谱峰值、带宽、谱熵、谱降、倒谱等。
声发射特征参数在语音识别领域中发挥着重要的作用。
通过提取声音的特征参数，可以将声音信号转化为数值化的表示形式，从而方便计算机进行处理和识别。
在语音识别系统中，常用的声发射特征参数有MFCC、LPCC和PLP等。
MFCC（Mel-Frequency Cepstral Coefficients）是一种模拟人耳听觉系统的特征参数，具有良好的区分能力和抗噪性。
LPCC （Linear Predictive Cepstral Coefficients）是基于线性预测分析的特征参数，适用于声音合成和语音编码等领域。
PLP（Perceptual Linear Prediction）是一种改进的LPCC参数，通过引入人耳感知模型，提高了参数的稳定性和区分能力。
除了在语音识别领域中的应用，声发射特征参数还广泛用于音乐信息检索。
通过对音乐信号进行分析和提取，得到音乐的特征参数，可以实现音乐的自动分类、相似度计算和音乐风格识别等功能。
常用的音乐特征参数有音高、节奏、谱形等。
此外，声发射特征参数还可以在声音合成和数字音频处理等领域中发挥重要作用，例如对声音信号进行降噪、增强和变声等处理。
在实际应用中，声发射特征参数的选择与具体任务密切相关。
不同的任务对声音特征的要求不同，需要选择不同的参数来描述声音的特征。
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。
声发射参数含义
参数声发射
幅度分析法
信号峰值幅度和幅度分布是一种可以更多地反映声发射源信息 的处理方法,信号幅度与材料中产生声发射源的强度有直接关 系,幅度分布与材料的形变机制有关。声发射信号幅度的测量 同样受换能器的响应频率、换能器的阻尼特性、结构的阻尼特 性和阈值水平等因素的影响。通过应用对数放大器,既可对声 发射大信号也可对声发射小信号进行精确的峰值幅度测量。
参数声发射
经历图分析方法
声发射信号经历分析方法通过对声发射信号参数随时间或外变 量变化的情况进行分析,从而得到声发射源的活动情况和发展 趋势。经历图分析方法可用于进行声发射源的活动性评价、费 利西蒂(Felicity)比和凯赛尔(Kaiser)效应评价、恒载声发射评价 和起裂点测量。
参数声发射
声发射
Acoustic Emission is unlike most other nondestructive testing (NDT) techniques in two regards.
The first difference pertains to the origin of the signal. Instead of supplying energy to the object under examination, AET simply listens for the energy released by the object. AE tests are often performed on structures while in operation, as this provides adequate loading for propagating defects and triggering acoustic emissions. .
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。
声发射波af参数
声发射波af参数引言概述：声发射波（Acoustic Emission，简称AE）是一种非破坏性检测技术，通过检测材料或结构中的声发射信号，来判断其内部的缺陷或损伤情况。
声发射波的AF参数是对声发射信号进行分析和评估的重要指标。
本文将从五个大点来阐述声发射波AF参数的相关内容。
正文内容：1. AF参数的概念和意义1.1 AF参数的定义：AF参数是声发射波信号的特征参数，用于描述声发射信号的幅值特性。
1.2 AF参数的意义：AF参数可以提供关于声发射源的信息，如能量大小、频率分布等，有助于判断声发射源的类型和损伤程度。
2. AF参数的计算方法2.1 幅值计算：通过对声发射信号的波形进行采样和数字化处理，可以得到幅值序列。
2.2 平均值计算：对幅值序列进行平均运算，得到声发射波的平均幅值。
2.3 峰值计算：找到幅值序列中的最大值，作为声发射波的峰值幅值。
2.4 峰值因子计算：峰值因子是峰值幅值与平均幅值的比值，用于描述声发射信号的峰值特性。
3. AF参数与声发射源的关系3.1 能量大小：AF参数的数值与声发射波信号的能量大小成正比，能量越大，AF参数数值越高。
3.2 频率分布：不同类型的声发射源在频率分布上会有所差异，通过分析AF参数的频谱特性，可以判断声发射源的类型。
3.3 损伤程度：声发射波的损伤程度与AF参数的数值也有一定的关系，损伤越严重，AF参数数值越高。
4. AF参数的应用领域4.1 金属材料：在金属材料的疲劳、裂纹扩展等方面，AF参数可以用于评估材料的损伤程度和可靠性。
4.2 建筑结构：对于建筑结构的监测和评估，AF参数可以提供关于结构健康状况和潜在缺陷的信息。
4.3 岩石工程：在岩石工程中，AF参数可以用于判断岩石的稳定性和破坏机理。
5. AF参数的发展趋势5.1 多参数分析：随着声发射波技术的发展，越来越多的参数被引入到声发射信号的分析中，以提高对声发射源的准确判断。
5.2 数据挖掘技术：结合数据挖掘技术，可以从大量的声发射数据中提取有效信息，为声发射波的AF参数分析提供更多可能性。
声发射检测技术及应用
声发射检测技术及应用
单击此处添加副标题
演讲者：
无损检测简介
01
声发射检测的定位方法
02
声发射检测的原理和特点
03
声发射检测的应用
04
报告内容
第一部分 无损检测
一、什么是无损检测
无损检测是在不破坏或损伤原材料和工件受检对象的前提下，测定和评价物质内部或外表的物理和力学性能，并包括各类缺陷和其他技术参数的综合性应用技术 。
单击此处添加小标题
声发射检测必须有外部条件的作用，使材料内部结构发生变化，即结构、焊接接头或材料的内部结构、缺陷处于运动变化的过程中，才能实施检测。
PART各种各样的缺陷 ，当晶体内沿某一条线上的原子排列与完整晶格不同时就会形成缺陷。高速运动的位错产生高频率、低幅值的声发射信号，而低速运动的位错则产生低频率、高幅值的声发射信号。据估计，大约100个到1000个位错同时运动可产生仪器能检测到的连续信号；几百个到几千个位错同时运动时可产生突发型信号。
无损检测的应用形式
在生产过程质量控制中的无损捡测，即应用于产品的质量管理。 用于成品的质量控制，即用于出厂前的成品检验和用户的验收检验。 在产品使用过程中的监测，即维护检验。
无损检测方法的种类
人们按照不同的原理，和不同的探测及信息处理方式，已经应用和正在研究的各种无损检测方法，总共达70多种。目前在工业生产检测中，应用最广泛的无损检测方法主要是液体渗透法，磁粉检测法，射线检测法，超声波检测法和涡流检测法。
一、声发射的来源与产生
裂纹的形成和扩展
塑性材料裂纹的形成与扩展同材料的塑性变形有关，一旦裂纹形成，材料局部区域的应力集中得到卸载，产生声发射。材料的断裂过程大体上可分为三个阶段：①裂纹形成；②裂纹扩展；③最终断裂。这三个阶段都可以产生强烈的声发射。 脆性材料不产生明显的塑性变形，因此一般认为，位错塞积是脆性材料形成微裂纹的基本机理。 脆性材料由于不产生明显的塑性变形，其声发射频度低，每次的发射强度大；塑性材料与之形成对照，声发射频度高，每次发射强度小。
几种耳声发射的临床类型及特点
几种耳声发射的临床类型及特点耳声发射（OAE）系源于耳蜗并能在耳道内记录的声能，反应了耳蜗内主动生物物理机制的活动。
OAE测试是一种客观的非损伤的耳蜗功能检查法，能快速无创的反应耳蜗外毛细胞及传音结构的功能状态，对临床听力疾病的诊治方面具有重要的应用价值。
自1978年Kemp用声刺激的方法首先在人外耳道记录了诱发性耳声发射（EOAE）以来，虽然1979年在正常人群中记录到了自发性耳声发射（SOAE）和畸变产物耳声发射（DPOAE）。
此后，不同学者相继报道了其他类型耳声发射；但临床应用较多的主要有以下几种类型。
1自发性耳声发射（SOAE）SOAE即在不采用声刺激的情况下，在耳道内记录到的耳声发射。
SOAE是耳蜗的正常生理现象。
其产生的主要机制是外毛细胞的正常活动，引发基底膜的振荡产生行波，由于行波能量在基底膜上阻抗不均匀处发生折返而通过逆向声传递方式，进入至外耳道内，如下图1所示。
图1所示：外毛细胞的正常活动，引发基底膜的振荡产生行波，由于行波能量在基底膜上不均匀处发生折返而通过逆向声传递方式，进入至外耳道内，并通过小型的灵敏麦克风记录出来SOAE通过外耳道内的小型灵敏麦克风记录，并通过频域的形式显示出来，听力正常人可以表现出1个或多个不同频率的窄带频谱，如下图2所示。
SOAE多为纯音形式，强度一般在3~5dB SPL，最大不超过20dB SPL。
Frequency图2所示：听力正常人SOAE可以表现出1个或多个不同频率的窄带频谱，并且多为纯音形式，强度一般在3~5dB SPL，最大不超过20dB SPL临床并非所有听力正常人都能检测出SOAE；研究表明：听力正常人群中有40%~70%的人可以检测到SOAE；并且女性检出率高于男性，右耳的检出率高于左耳；同时研究发现，4周到12月龄的健康婴幼儿的SOAE检出率明显高于1~18岁儿童及青少年。
关于SOAE出现的频率，婴幼儿和成人也有所不同。
成人SOAE 多出现在1~2kHz；新生儿及婴幼儿出现的频率多在2kHz~5kHz。
声学中的声音的特性和参数
声学中的声音的特性和参数声音是我们日常生活中不可或缺的一部分，它是通过空气、固体或液体传播的机械波。
声学研究声音的产生、传播和接收过程，并通过对声音的特性和参数进行分析来深入了解声音的本质。
本文将介绍声学中声音的特性和参数，以增进对声学科学的理解。
一、声音的特性声音具有以下几个重要的特性：1. 频率：频率表示声音的音调高低。
高频率的声音对应高音，低频率的声音对应低音。
频率的单位是赫兹（Hz），即每秒振动次数。
人的听力范围通常在20Hz到20kHz之间。
2. 响度：响度是声音的主观感受，表示声音的强度或音量大小。
响度的单位是贝尔（B）或分贝（dB）。
分贝是以对数形式表示的响度单位，常用于测量和比较不同声音的强度。
3. 声音色彩：声音色彩是声音特有的音质特征，可以用来区分不同的乐器或声源。
声音的色彩由其频谱成分决定，频谱分析可以显示声音在不同频率上的能量分布情况。
4. 时长：声音的时长表示声音持续的时间长短。
不同声音在时长上有所区别，如短促的爆炸声和持续的长音。
二、声音的参数声音的参数是用来具体描述声音特性的量化指标，以下是常用的声音参数：1. 音频振幅：音频振幅是声音振动的最大幅度，反映了声音的强弱。
振幅的单位是帕斯卡（Pa），即气压单位。
振幅较大的声音听起来会更响亮。
2. 音频功率：音频功率是指声音传递或发射中的总能量。
功率可以用来衡量声音的能量大小，单位通常是瓦特（W）。
3. 声压级：声压级是测量声音强度的指标，也是分贝单位的一种使用。
声压级与声音的振幅和频率有关，通常使用参考声压为2×10^(-5)帕。
4. 频谱分析：频谱分析用于显示声音信号在不同频率上的能量分布情况。
这种分析可以帮助我们更好地了解声音的频率特性和谐波结构。
5. 回声和混响：回声和混响是声音在空间中反射和散射产生的现象，它们在声学研究中有着重要的地位。
回声和混响对听觉体验和音频处理都具有影响。
三、应用声音的特性和参数在多个领域有着广泛的应用，包括：1. 音乐和艺术：声音的特性和参数是音乐创作和演奏的重要基础。
声发射特征参数
阈值（Threshold）：对前置放大器的输出，设置高于背景噪声水平的门槛电压，即称为阈值。
到峰计数（Pcnts of Park）：波击(Hit)和波击计数（撞击累计数和撞击计数率）：超过阈值并使某一通道获取数据的任何信号称之为一个波击,所测得的波击个数可分为总计数和计数率。
反映声发射活动的总量和频度,常用于声发射活动性评价。
事件（Event）和事件计数（事件累计数和事件计数率）：产生声发射的一次材料局部变化称之为一个声发射事件,可分为总计数和计数率。
一阵列中,一个或几个波击对应一个事件。
反映声发射事件的总量和频度,用于源的活动性和定位集中度评价。
绝对能量(Absolute Energy)：是声发射撞击信号能量的真实反映，单位为attoJoules(简写为aJ)，1aJ 相当于10-18J。
信号强度(Signal Strength)：是对声发射撞击信号能量另一种形式的度量单位为picovolt-sec,1picovolt-sec相当于10-12volt-sec。
能量(Energy)）：也称为“PAC-Energy”,是美国PAC 公司在2978年，为了模拟声发射系统的增益匹配而定义的声发射信号参数。
其内涵与信号强度相同，只是灵敏度、大小和动态范围与信号强度不同。
能量计数（累计能量和能量率）：信号检波包络线下的面积,可分为总计数和计数率。
反映事件的相对能量或强度。
对门槛、工作频率和传播特性不甚敏感,可取代振铃计数,也用于波源的类型鉴别。
振铃计数(Counts)（振铃累计数和振铃计数率）：越过门槛信号的振荡次数,可分为总计数和计数率。
信号处理简便,适于两类信号,又能粗略反映信号强度和频度,因而广泛用于声发射活动性评价,但受门槛值大小的影响。
峰值幅度(Amplitude)和幅度计数：信号波形的最大振幅值,通常用dB 表示(传感器输出1μV 为0dB)。
与事件大小有直接的关系,不受门槛的影响,直接决定事件的可测性,常用于波源的类型鉴别、强度及衰减的测量。
声发射的概念
声发射的概念及主要名词解释声发射的概念声发射(Acoustic Emission, 简称AE) 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，有时也称为应力波发射。
材料在应力作用下的变形与裂纹扩展，是结构失效的重要机制。
这种直接与变形和断裂机制有关的源，被称为声发射源。
近年来，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，被称为其它或二次声发射源。
声发射是一种常见的物理现象，各种材料声发射信号的频率范围很宽，从几Hz的次声频、20 Hz～20K Hz的声频到数MHz的超声频;声发射信号幅度的变化范围也很大，从10 13m的微观位错运动到1m量级的地震波。
按传感器的输出可包括数uV到数百mV，不过，多数情况下用高灵敏传感器才能探测到的微弱振动。
用最灵敏的传感器，可探测到约为10 11mm表面振动。
目前日本富士陶瓷株式会社和东京大学先端科学技术研究所合作研发的R-case声发射传感器系统已经可以检测到几微米的微裂纹产生。
无损检测资源网如果声发射释放的应变能足够大，就可产生人耳听得见的声音。
大多数材料变形和断裂时有声发射发生，但许多材料的声发射信号强度很弱，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。
用仪器探测、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，人们将声发射仪器形象地称为材料的听诊器。
声发射技术，是一种新兴的动态无损检测技术，涉及声发射源、波的传播、声电转换、信号处理、数据显示与记录、解释与评定等基本概念，基本原理如下图所示：声发射源发出的弹性波，经介质传播到达被检体表面，引起表面的机械振动。
经声发射传感器将表面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。
现代无损检测技术第7章：声发射检测技术
一.声发射声发射检测技术的发展及其现状人们知道声发射现象已经有几个世纪的历史，把声发射作为一门技术进行研究和开发是从上世纪50年代开始的。
声发射技术的发展大致可以分为三个阶段：探索研究阶段世纪50年代初德国的凯塞尔（Kaiser）用普通的可听声拾音器测量了五、六种材料在抗拉强度试验时的声发射，提出了畴界滑移产生声发射的机理。
他的重大发现之一是观察到声发射现象的不可逆效应，即尔（Kaiser）”效应。
“Kaiser效应”表明：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会产生声发射信号。
Kaiser同时提出了连续型和突发型声发射信号的概念。
由于采用的拾音器在可听声频率范围内，无法排除环境噪声的干扰。
快速加载用弹簧－质量块模型比拟声发射事件的发生过程a. 原始状态b. 新的平衡状态一.声发射产生的条件快速加载则该状态下弹簧系统贮能为：241kxU =若弹簧2突然减弱，它的刚度降低到，弹簧1的刚度不变，则系统组合刚度为：kk δ−()kk k k k δδ−−=222受到的拉力减小了，两个弹簧的平均拉力变为：p δ二.声发射产生机理1.位错运动与塑性变形刃型位错的结构由图可以看到：位错使周围的原子排列发生畸变，在外切应力的作用下，刃型位错沿滑移面运动。
二.声发射产生机理2.裂纹的形成与扩展裂纹的形成和扩展是一种主要的声发射源，它与材料的塑性变形有关。
一旦裂纹形成，材料局部应力集中得到卸载而产生声发射。
材料的断裂过程可以分为三个阶段：a. 裂纹形成；b. 裂纹扩展；c. 最终断裂。
干涉呈现复杂的模式。
半无限大物体内声发射波的传播三.声发射的传播循轨波的传播传播引起的波形分离 a.原始波形b传播760mm后的波形一.声发射信号的特征参数1.波击（Hit）和波击计数（Hits）波击：某一通道检测到的瞬态声发射信号，由通过门槛的包络线所形成的信号就是一个波击。
波击计数：系统对波击的累计计数，可分为总计数和计数率。
声发射特征参数范文
声发射特征参数范文1. 基频（Fundamental Frequency）: 基频是指音频信号中最低频率的周期性成分，对应于声音的音调（即声音的高低）。
基频是声音信号的基本特征参数之一，通常以赫兹（Hz）为单位表示。
2. 时间域特征（Temporal Domain Features）: 时间域特征用于描述声音信号在时间轴上的变化情况。
常见的时间域特征参数包括：时长（Duration）、均方根能量（Root Mean Square Amplitude，RMS）、过零率（Zero Crossing Rate，ZCR）等。
时长指声音信号的持续时间；RMS 衡量了声音信号的能量；过零率表示在信号波形中过0的次数，可描述信号波形的变化速度。
3. 频域特征（Frequency Domain Features）: 频域特征用于描述声音信号在频率域上的成分分布情况。
常见的频域特征参数包括：频谱（Spectrum）、功率谱密度（Power Spectral Density，PSD）、谱峰、谱凹、谱滚降等。
频谱表示声音信号在不同频率上的幅度分布；PSD表示信号在频域上的能量分布；谱峰指频谱中的能量最大值，对应于声音的主要频率；谱凹指频谱中的能量最小值，对应于声音的谐波频率；谱滚降指谱峰与谱凹之间的能量差异，反映了声音的低音渗透性。
4. 相位特征（Phase Features）: 相位特征用于描述声音信号在频域上的相位变化情况。
相位是声音信号中不同频率成分的初相位与频率之间的关系。
相位对声音信号的声音品质和音色产生重要影响。
5. 线性预测编码系数（Linear Predictive Coding，LPC）: LPC是一种用于对声音信号进行编码和解码的信号处理方法。
LPC将声音信号拆分为一系列线性滤波器的输出，并通过调整线性滤波器的参数来拟合声音信号。
LPC的参数包括线性预测编码系数、共振峰频率、预测误差等。
综上所述，声发射特征参数包括基频、时间域特征、频域特征、相位特征、线性预测编码系数和声谱图等。
不同含水率雪松木材损伤声发射参数特性
２０２４ 年 ２ 月
东 北 林 业 大 学 学 报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＮＯＲＴＨＥＡＳＴ ＦＯＲＥＳＴＲＹ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｖｏｌ．５２ Ｎｏ．２
Ｆｅｂ． ２０２４
不同含水率雪松木材损伤声发射参数特性 １）
何佳明 佘艳华 李猛
（ 长江大学，荆州，４３４０２３）
界的各种现象中，具有幂律分布的数据，在双对数坐
由传感器处理成电信号，这些信号中包含了材料内
者认为是一种特殊的“ 雪崩事件” ，并且在岩石、混
会对木材的物理性能产生显著影响，因此对木材含
的无损检测技术，可以收集木材内的瞬时弹性波，再
状态的信息
［１－４］
；而含水率会影响波在木材内的传
１） 国家自然科学基金项目（５１４０８０５７） ，住房与城乡建设部科学
２０１．５３４
１９８．１６３
２０１．３１１
２００．９６２
２０２．１５６
１９９．４０６
浸泡后质量 ／ ｇ 误差 ／ ％
２０１．５３４
０
２４１．８８０
０．１
２１８．１０９
２６０．９７１
２８３．７０７
２９９．０６５
０．１
０．１
０．２
０
试件完全包裹作为绝干试件；再将其他试件取出后
在室温下分别放入水中充分浸泡凝土单轴压缩峰值
应力、蠕变破坏强度、单位体积吸收能等具有明显关
联规律。
已有研究表明，多孔材料受力破坏中声发射能
量概率密度分布满足幂函数规律，且幂指数能够反
映损伤来源与发展过程。 但以往研究多集中在岩
石、混凝土等方面，针对不同含水率木材的幂律规律
研究较少。 对于木材这种天然多孔材料，对声发射
不同取样方向钢板试件的声发射特性分析
金属材料大部分是 晶体材料 ， 由微小 晶粒集合
而成 ， 晶粒的化学成分 、 尺寸大小 、 向分布等决定 取
了晶体材料 的宏观力学性 能 Ｊ 。金 属材料经不 同 工艺轧制成板材后 ， 出现不同类型的织构。由于 会 织构的存在 ， 将导致制品在不同方 向上 的性 能出现 差 异 ， 而产 生 各 向异性 。具有 各 向 同性 的 金 属板 从
本没 有破 坏 。从 图 ３ ｂ 看 出 ， （） 在加 载初 期 出现 少 量
…
０ ２ ０ ４ ０ ６ Ｏ ８ ０ ｌ０ ０ ｌ２ ０ ｌ４ ０ ｌ６ ０ １ ８ ０ ２０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ Ｏ ０ ０
ｔ ／ｓ
（） ｂ
ｔｓ ／
２ ０ ４ ０ ６ ０ ８ ０ ０ ２ ０ １４ ０ ｌ６ ｏ ｌ８ ０２ ０ Ｏ ０ ０ ０ ０ ｌ０ ０ １ ０ ｏ ０ ｏ ０
２ 试 验 数 据 分 析
２１ ０ 方 向钢 板 试件 拉伸 过 程声发 射 监测 ． 。
（） ａ
２ Ｎ ｎ ｈｎ ｓｔｔ ｏ ｅｈ ｏ ￣ ， ａｅａｇ３ ０９ ，ｈｎ ） ． ａｅａ ｇＩ ｔｕ ｆ ｅｎｌ Ｎ ｎ ｈｎ ３ ０ ９ Ｃ ｉａ ｎｉｅ Ｔ ｏ
Ａｂｓｒ ｃ Ｆ ｒｔｎｓｌ ｅ ｔ ｓａ ｄ ｒ ｅ ｓｌ ａ ｔ ａ ｔ： ｏ ｅ ｉｅ ｔ ｓ ，ｔ ｎ ａ ｄ ｔ ｎ ｉｅ ｓ ｍｐｌｓｗｅ ｅ ｉｔ ｒ ｅ ｔ ｄ ｆｏ Ｓ ３ ｃ ｌ ｒ ｌ ｄ ａｏ 。， ５ 。ａ ｄ ｅ ｒ ｎ ｅ ｃ ｐ ｅ ｒ ｍ Ｔ １ ｏｄ－ｏｌ ｌｎｇ０ ４ ｅ ｎ ９ 。ｄｒ ｃ ｉｎ，ｅ ｐ ｃ ｉｅｙ． ｍｂ ｎ ｄ ｗｉｈ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆｍｅａ ｔｒａ ｓ，ｈ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉａ ｉｎ，ｄｅ ｔ— ０ ｉｅ ｔｏ ｒ ｓ ｅ ｔｖ ｌ Ｃｏ ｉ ｅ ｔ ｈ ｃ ａ ｉ￣ ｒ ｐ ｒｉｓ ｏ ｔ ｌｍａ ｅｉ ｌ ｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒｚ ｔ ｏ ｉ ｎ ｉ
声发射资料
选型建议1. 结构选USB2.0通讯的声发射仪器，因其采集机箱可级联，可扩展的通道数基本不受限制；2.尽可能选购实时声发射参数通过率高的型号，希望要在每秒20万或更高的hits组/行声发射参数通过率（如50通道，每秒20万也就是每通道每秒4000组hits参数通过）。
因通道数多数据量大要考虑尽可能减少丢失数据漏检的可能性；3.最大采样速度选择：根据国家标准要求能检测的信号频率为100-400KHz，按一般的信号采集电压精度不大于5%的要求（电压值）作为标准，确定最大采样速度大于5M即可满足误差要求，而更高采样率的仪器误差不会显著降低，但价格却会明显升高；4.采样精度：工程检测应用和普通科研应用16bit即可。
所谓计数是指振幅超过预先设定的阈值的信号数.声发射特征参数：声发射：材料中局域源快速释放能量产生瞬态弹性波的现象声发射信号：传感器将检测到的弹性波转化为电压信号衰减：声源在材料中传播时引起的能量减少突发型声发射信号：在时间上可以区分开的快速上升、缓慢衰减的声发射信号。
连续型声发射信号：在时间上难以区分开的幅值近似声发射信号。
撞击：超过门槛并使某一通道获取数据的任何信号称之为一个撞击。
事件：声源会在介质的各个方向传播，声发射信号会以撞击的形式被一个或多个通道检测到。
一个声发射事件是指同一声源被多个通道检测到并形成定位。
特征数据：数据仅储存声发射的特征参数（幅值、能量等），而不存储波形。
噪音：与被检测信号无关的声发射信号。
门槛：门槛是一个预先设定的电压值，只有声发射信号的幅值超过该电压值才能被检测到。
计数：信号超过门槛的次数。
持续时间：信号第一次超过门槛到最终降落到门槛的间隔。
能量（绝对）：信号包络线与门槛围成图形的面积。
初始频率：信号超过门槛和到达峰值时波形的平均频率。
幅值：信号的最大振幅。
上升时间：信号第一次超过门槛至最大振幅所经历的时间间隔目前,对声发射信号特征的分析方法主要可分为三类第一类是分析信号的时间域特征参数,例如上升时间(R) ,振铃计数(C) ,事件计数(Events) 或撞击计数(Hits) ,幅度(A) ,能量( E) ,阀值(Th) 和持续时间(D) 等等,这是目前最普遍应用的分析方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
阈值（Threshold）：对前置放大器的输出，设置高于背景噪声水平的门槛
电压，即称为阈值。
到峰计数（Pcnts of Park）：
波击(Hit)和波击计数（撞击累计数和撞击计数率）：超过阈值并使
某一通道获取数据的任何信号称之为一个波击,所测得的波击个数可分为总计数和计数率。
反映声发射活动的总量和频度,常用于声发射活动性评价。
事件（Event）和事件计数（事件累计数和事件计数率）：产生
声发射的一次材料局部变化称之为一个声发射事件,可分为总计数和计数率。
一阵列中,一个或几个波击对应一个事件。
反映声发射事件的总量和频度,用于源的活动性和定位集中度评价。
绝对能量(Absolute Energy)：是声发射撞击信号能量的真实反映，单位为attoJoules(简写为aJ)，1aJ相当于10-18J。
信号强度(Signal Strength)：是对声发射撞击信号能量另一种形式的度量单位为picovolt-sec,1picovolt-sec相当于10-12volt-sec。
能量(Energy)）：也称为“PAC-Energy”,是美国PAC公司在2978年，为了
模拟声发射系统的增益匹配而定义的声发射信号参数。
其内涵与信号强度相同，只是灵敏度、大小和动态范围与信号强度不同。
能量计数（累计能量和能量率）：信号检波包络线下的面积,可分为总计
数和计数率。
反映事件的相对能量或强度。
对门槛、工作频率和传播特性不甚敏感,可取代振铃计数,也用于波源的类型鉴别。
振铃计数(Counts)（振铃累计数和振铃计数率）：越过门槛信号的振
荡次数,可分为总计数和计数率。
信号处理简便,适于两类信号,又能粗略反映信号强度和频度,因而广泛用于声发射活动性评价,但受门槛值大小的影响。
峰值幅度(Amplitude)和幅度计数：信号波形的最大振幅值,通常用dB
表示(传感器输出1μV 为0dB)。
与事件大小有直接的关系,不受门槛的影响,直接决定事件的可测性,常用于波源的类型鉴别、强度及衰减的测量。
有效值电压（RMS）：采样时间内信号的方均根(RMS) 值,以V 表示。
与声发
射的大小有关,测量简便,不受门槛的影响,适用于连续型信号,主要用于连续型声发射活动性评价。
平均信号电平（ASL）：采样时间内信号电平的均值,以dB 表示。
提供的信
息和用途与RMS 相似,对幅度动态范围要求高而时间分辨力要求不高的连续型信号尤为有用。
也用于背景噪声水平的测量。
持续时间（Duration）：信号第一次越过门槛至最终降至门槛所经历的
时间间隔,以μs 表示。
与振铃计数十分相似,但常用于特殊波源类型和噪声的鉴别。
上升时间（Rise time）：信号第一次越过门槛至最大振幅所经历的时间间
隔,以μs 表示。
因受传播的影响而其物理意义变得不明确,有时用于机电噪声鉴别。
平均频率（Average Frequency）：该参数是针对一个完整的声发射撞击
信号而言的。
以kHz为单位，与振铃计数和持续时间有关，能粗略反映信号的频率。
初始频率（Initiation Frequency）：该参数是针对信号的上升时间段
而定义的频率，以kHz为单位，与峰前振铃计数和上升时间有关，能粗略反映信号的频率。
混响频率（Reverberation Frequency）：该参数是针对信号峰值后的
时间段而定义的频率，以kHz为单位，与振铃计数、峰前振铃计数、持续时间和上升时间有关，能粗略反映信号的频率。
到达时间（Arrival time）：一个声发射波到达传感器的时间,以μs 表
示。
决定了波源的位置、传感器间距和传播速度,用于波源的位置计算。
声发射特征参数组合值：RA值、初始频率/混响频率
1. 1 累积计数参数
累积计数参数指在一个声发射过程中, 声发射信号某一特征量的累加值。
该类参数从整体上描述了声发射的总强度, 属过程参数, 也是材料内部结构变化累加效果的外部表现。
这类声发射参数有:
1. 1. 1 声发射事件总数
图 1 所示为一突发型信号波形, 当对其包络检测后, 波形超过预设的阈值电压并维持一定时间, 则形成一个矩形脉冲, 称为一个事件。
一个声发射过程中所发出的事件总数, 即为所有这些事件的和。
1. 1. 2 振铃总计数
图2 为一声发射信号的振铃波形。
设置某一阈值电压, 振铃波形超过这一阈值电压的部分形成矩形脉冲, 累加这些振铃脉冲数, 就是振铃总数。
振铃计数在一定程度上反映了声发射信号中的幅度。
它对连续性信号的测量更为有效, 而事件计
数则主要用来测量突发性信号。
1. 1. 3 总能量
在无损监测中, 声发射信号的能量是与信号幅度及幅度分布有关的参数, 通常以信号幅度的平方、事件的包络、持续时间的长短或事件包络的面积等作为能量参数。
因此, 只有数学上的意义, 而并非声发射信号的真实能量。
尽管如此, 声发射能量对于材料的断裂及损伤程度的评价仍然具有重要意义。
1. 1. 4幅度总计数
信号的幅值通常是指信号的峰值或有效值。
幅度累积计数就是按信号峰值幅度大小的不同范围,分别对声发射信号进行事件计数。
幅度计数可以是事件的分级幅度计数, 也可以是累积幅度计数。
计数的结果又分别称为分级幅度分布和累积幅度分布。
1. 1. 5大事件计数
大事件计数是指声发射信号脉冲超过某一阈值( 较大) 并维持较长时间的事件的个数。
1. 2变化率参数
变化率参数反映的是在一定条件下声发射信号在单位时间内的变化情况, 是声发射信号瞬间特征的描述, 是状态参数。
变化率参数与材料内部的变形速率以及裂纹的扩展速率有着直接关系。
这类参数有事件计数率、振铃计数率、能量释放率和大事件计数率等。
1. 2. 1事件计数率
事件计数率是指单位时间内发生的声发射事件的个数。
1. 2. 2振铃计数率
振铃计数率又称为声发射率, 是指单位时间内发生的振铃的个数。
1. 2. 3能量释放率
能量释放率是单位时间内材料释放出的声发射信号能量。
1. 3统计参数
统计参数是指材料在某一力学过程中声发射性能的统计规律, 属于统计特征参数。
由于声发射过程具有随机性, 因而用统计的方法来获取声发射过程中的性能参数是常用的一种方法。
实践表明这种方法十分有效。
这类参数有:
1. 3. 1幅度分布
幅度分布是指对某一声发射过程, 根据其声发射信号峰值或有效值的大小的不
同范围分别进行事件计数而得到的统计结果。
幅度分布又分为分级幅度分布和累积幅度分布。
1. 3. 2频率分布
频率分布是对某一声发射过程中声发射信号频率成分进行统计所得到的结果。
不同材料、不同状态以及不同的变形或开裂过程所产生的声发射信号的频率不同, 频率分布反映声发射信号的频率组成。
1. 3. 3持续时间分布
持续时间分布是对声发射信号脉冲超过某一预置门槛值的时间长短进行统计的结果, 它反映信号的连续程度。