试验一超声波试验
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I-54
闸阀 浮子 流量计 针阀 流量计
压力表
压力传 感器 压力传 感器
球阀
球阀 浮子 流量计 闸阀 闸阀
I-48ห้องสมุดไป่ตู้
空气 压缩机 缓冲罐
I-56 球阀 压力表
I-10
I-11
压力 流量 温度 传感器 传感器 传感器 计算机
图1 气体管道实验装置原理流程图
1m
30cm
30cm
30cm
I-50
I-12
• 2、声发射检测原理 • 声发射是物体在受到形变或外界作用时， 因迅速释放能量而产生瞬态应力波的一种 物理现象。声发射检测的基本原理就是用 灵敏的仪器来接收和处理这些声发射信号， 通过对声发射源特征参数的分析和研究， 推断出材料的结构内部活动缺陷的位置、 状态变化程度和发展趋势。
六、数据处理
• 1、衰减数据表
距传 感器 0 距离 /m 断铅 信号 幅值 /dB
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
0.7
• 2、计算波速 • 记录S1、S2收到信号的时间，计算，根据 公式计算波速。
实验二 超声波检测实验
—、实验目的
• 1、了解和掌握超声波探伤仪的简单工作原 理。 • 2、了解和掌握超声波探伤仪的使用方法。 • 3、掌握仪器主要性能：水平线性、垂直线 性和动态范围的测试方法。 • 4、掌握仪器和探头主要综合性能：盲区、 分辨力余量的测试方法。
二、探伤仪的工作原理
• 1.A型脉冲反射式探伤仪工作原理如下图所 示。
2.仪器的主要工作部分极其作用
• （1）同步电路 • 同步电路双称触发电路，它每秒钟产生数 十至数千个脉冲（触发脉冲），用来触发 探伤仪其它电路（扫描电路、发射电路 等），使之步调一致、有条不紊地工作。 因此，同步电路是整个探伤仪的“中枢”， 同步电路出个故障，整个探伤仪便无法工 作。
• 4、将声发射仪、计算机、前置放大器和传 感器正确连接。 • 5、开机。 • 6、标定。 • 7、测衰减 • 在距离传感器 S1 由近及远的位置分别断铅， 观察收到的声发射信号，填写声发射信号 衰减数据表，验证声波的衰减情况。
• 8、测波速 • 在S1、S2连成的直线上断铅，记录S1和S2收到 声发射信号的时间T1，T2，计算T1和T2的绝对 值。根据公式计算波速。 • 9、线定位 • 对两个传感器的间距n等分，标注n等分点，在每 个点处断铅，验证声发射仪的线定位功能。 • 10、关机。 • 11、拆卸传感器和前置放大器。
• 2.垂直线性 • 仪器荧光屏上的波高与输入信号幅度成正 比的程度称为垂直线性或放大线性。垂直 线性主要取决于放大器的性能。垂直线性 的好坏影响应用面板曲线对缺陷定量的精 度。
• 3.动态范围 • 仪器的动态范围是指反射信号从垂直极限 衰减到消失时所需要的衰减量，也就是仪 器荧光屏容纳信号的能力。影响动态范围 的主要因素是仪器的线性范围和荧光屏的 大小。
• （2）扫描电路 • 扫描电路又称时基电路，用来产生锯齿波电压， 加在示波管水平偏转板上，使示波管荧光屏上的 光点沿水平方向作等速移动，产生一条水平扫描 线（即时基线）。探伤仪面板上的深度粗调。微 调、扫描延迟旋钮都 是扫描电路的控制旋钮。探 伤时，应根据被探工件的探测尝试范围选择适当 的尝试档级，并配合微调旋钮调整，使刻度板水 平轴上每一格代表一定的距离。扫描电路的方框 图及其波型。
三、实验用品及器材
1.仪器：EPOCH4第四代数字式超声波探伤仪 • 软件系统各模块按功 能可主要分为两类： • （1)探伤参量设定模 块 • （2）探伤功能模块
2.探头：2.5P20Z或2.5P14Z
3.试块：CSK-IA、CSK-IIIA试块
4、仪器的主要性能
• 1.水平线性 • 仪器荧光屏上时基水平刻度值与实际声程 成正比的程度，称为仪器的水平线性或时 基线性。水平线性主要取决于扫描锯齿波 的线性。仪器水平线性的好坏直接影响测 距离精度，进而影响缺陷定位。
3、计算声速
• 根据两传感器的间距和收到同一信号的时 间间隔利用下列公式计算波速。 • L = V△t • 式中: • L——两传感器间距，m • V——波速，m/s • △t——两传感器接收到信号的时间差，s
三、实验装置
• PCI-2 （美国， PAC ）、 R15 传感器、前置放大器、 电缆线等。 • 为了感觉到声发射波，使用了压电晶体传感器。 当受到挤压（变形）时，压电材料会产生一个电 压值和一个相应的分离电荷。在声发射传感器中， 变形是由振动引起的。当压电晶体受到进入的应 力波撞击时的弹性反应。压电元件被固定在传感 器壳内。电压是由元件材料本身产生的。元件不 需要额外的电源。
• 声发射传感器结构示意图如图所示。
四、实验准备
• 1、准备好实验所用的试样(试样材料)。 • 2、排除噪声源。 • 3、在仪器运输前，对声发射仪、传感器、 前置放大器、电源 / 信号电缆、传感器电缆 组成的测试系统进行灵敏度测试或标定， 确保仪器满足检测要求。
五、实验步骤
• 1、在被检试样的相应位置处打磨出见金属 光泽的φ20mm的圆形区域，作为安装传感 器的位置。 • 2、将两个传感器S1、S2耦合在铁板上，采 用适宜的耦合剂（真空脂或凡士林）及固 定装置（磁座），以确保具有良好的声耦 合效果。 • 3、测量两个传感器的间距L。
压力容器安全与设备故障诊断实验
环境与安全工程学院实验中心
实验一 油气储运安全监测实验
一、实验目的
• 1 、危险有害物质的泄漏是火灾、爆炸和中毒事故的重要 原因。正确确定物质的泄漏点、泄漏量、泄漏方式等参数 的测定方法及测定方案是预防重大事故的基础工作。通过 本实验了解气液管道泄漏系统，培养在检测、控制物质泄 漏方面的基本技能和相关的工程应用素质。 • 2 、了解声发射泄漏检测的原理及信号衰减的特性，掌握 声发射信号波速 v的测试方法，掌握声发射源直线定位的 原理与计算方法。
二、实验原理
• 1、油气储运安全实验装置由气体管道、储 罐实验装置和液体管道、储罐实验装置两 套子系统组成。每个子系统均有实验管道 储罐单元、参数采集及传输单元、计算机 数据处理单元和各种测量仪表单元。油气 储运安全实验装置的原理流程如图1所示。
8m
球阀 压力 传感器 温度 传感器 流量 传感器 压力传 感器
闸阀 浮子 流量计 针阀 流量计
压力表
压力传 感器 压力传 感器
球阀
球阀 浮子 流量计 闸阀 闸阀
I-48ห้องสมุดไป่ตู้
空气 压缩机 缓冲罐
I-56 球阀 压力表
I-10
I-11
压力 流量 温度 传感器 传感器 传感器 计算机
图1 气体管道实验装置原理流程图
1m
30cm
30cm
30cm
I-50
I-12
• 2、声发射检测原理 • 声发射是物体在受到形变或外界作用时， 因迅速释放能量而产生瞬态应力波的一种 物理现象。声发射检测的基本原理就是用 灵敏的仪器来接收和处理这些声发射信号， 通过对声发射源特征参数的分析和研究， 推断出材料的结构内部活动缺陷的位置、 状态变化程度和发展趋势。
六、数据处理
• 1、衰减数据表
距传 感器 0 距离 /m 断铅 信号 幅值 /dB
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
0.7
• 2、计算波速 • 记录S1、S2收到信号的时间，计算，根据 公式计算波速。
实验二 超声波检测实验
—、实验目的
• 1、了解和掌握超声波探伤仪的简单工作原 理。 • 2、了解和掌握超声波探伤仪的使用方法。 • 3、掌握仪器主要性能：水平线性、垂直线 性和动态范围的测试方法。 • 4、掌握仪器和探头主要综合性能：盲区、 分辨力余量的测试方法。
二、探伤仪的工作原理
• 1.A型脉冲反射式探伤仪工作原理如下图所 示。
2.仪器的主要工作部分极其作用
• （1）同步电路 • 同步电路双称触发电路，它每秒钟产生数 十至数千个脉冲（触发脉冲），用来触发 探伤仪其它电路（扫描电路、发射电路 等），使之步调一致、有条不紊地工作。 因此，同步电路是整个探伤仪的“中枢”， 同步电路出个故障，整个探伤仪便无法工 作。
• 4、将声发射仪、计算机、前置放大器和传 感器正确连接。 • 5、开机。 • 6、标定。 • 7、测衰减 • 在距离传感器 S1 由近及远的位置分别断铅， 观察收到的声发射信号，填写声发射信号 衰减数据表，验证声波的衰减情况。
• 8、测波速 • 在S1、S2连成的直线上断铅，记录S1和S2收到 声发射信号的时间T1，T2，计算T1和T2的绝对 值。根据公式计算波速。 • 9、线定位 • 对两个传感器的间距n等分，标注n等分点，在每 个点处断铅，验证声发射仪的线定位功能。 • 10、关机。 • 11、拆卸传感器和前置放大器。
• 2.垂直线性 • 仪器荧光屏上的波高与输入信号幅度成正 比的程度称为垂直线性或放大线性。垂直 线性主要取决于放大器的性能。垂直线性 的好坏影响应用面板曲线对缺陷定量的精 度。
• 3.动态范围 • 仪器的动态范围是指反射信号从垂直极限 衰减到消失时所需要的衰减量，也就是仪 器荧光屏容纳信号的能力。影响动态范围 的主要因素是仪器的线性范围和荧光屏的 大小。
• （2）扫描电路 • 扫描电路又称时基电路，用来产生锯齿波电压， 加在示波管水平偏转板上，使示波管荧光屏上的 光点沿水平方向作等速移动，产生一条水平扫描 线（即时基线）。探伤仪面板上的深度粗调。微 调、扫描延迟旋钮都 是扫描电路的控制旋钮。探 伤时，应根据被探工件的探测尝试范围选择适当 的尝试档级，并配合微调旋钮调整，使刻度板水 平轴上每一格代表一定的距离。扫描电路的方框 图及其波型。
三、实验用品及器材
1.仪器：EPOCH4第四代数字式超声波探伤仪 • 软件系统各模块按功 能可主要分为两类： • （1)探伤参量设定模 块 • （2）探伤功能模块
2.探头：2.5P20Z或2.5P14Z
3.试块：CSK-IA、CSK-IIIA试块
4、仪器的主要性能
• 1.水平线性 • 仪器荧光屏上时基水平刻度值与实际声程 成正比的程度，称为仪器的水平线性或时 基线性。水平线性主要取决于扫描锯齿波 的线性。仪器水平线性的好坏直接影响测 距离精度，进而影响缺陷定位。
3、计算声速
• 根据两传感器的间距和收到同一信号的时 间间隔利用下列公式计算波速。 • L = V△t • 式中: • L——两传感器间距，m • V——波速，m/s • △t——两传感器接收到信号的时间差，s
三、实验装置
• PCI-2 （美国， PAC ）、 R15 传感器、前置放大器、 电缆线等。 • 为了感觉到声发射波，使用了压电晶体传感器。 当受到挤压（变形）时，压电材料会产生一个电 压值和一个相应的分离电荷。在声发射传感器中， 变形是由振动引起的。当压电晶体受到进入的应 力波撞击时的弹性反应。压电元件被固定在传感 器壳内。电压是由元件材料本身产生的。元件不 需要额外的电源。
• 声发射传感器结构示意图如图所示。
四、实验准备
• 1、准备好实验所用的试样(试样材料)。 • 2、排除噪声源。 • 3、在仪器运输前，对声发射仪、传感器、 前置放大器、电源 / 信号电缆、传感器电缆 组成的测试系统进行灵敏度测试或标定， 确保仪器满足检测要求。
五、实验步骤
• 1、在被检试样的相应位置处打磨出见金属 光泽的φ20mm的圆形区域，作为安装传感 器的位置。 • 2、将两个传感器S1、S2耦合在铁板上，采 用适宜的耦合剂（真空脂或凡士林）及固 定装置（磁座），以确保具有良好的声耦 合效果。 • 3、测量两个传感器的间距L。
压力容器安全与设备故障诊断实验
环境与安全工程学院实验中心
实验一 油气储运安全监测实验
一、实验目的
• 1 、危险有害物质的泄漏是火灾、爆炸和中毒事故的重要 原因。正确确定物质的泄漏点、泄漏量、泄漏方式等参数 的测定方法及测定方案是预防重大事故的基础工作。通过 本实验了解气液管道泄漏系统，培养在检测、控制物质泄 漏方面的基本技能和相关的工程应用素质。 • 2 、了解声发射泄漏检测的原理及信号衰减的特性，掌握 声发射信号波速 v的测试方法，掌握声发射源直线定位的 原理与计算方法。
二、实验原理
• 1、油气储运安全实验装置由气体管道、储 罐实验装置和液体管道、储罐实验装置两 套子系统组成。每个子系统均有实验管道 储罐单元、参数采集及传输单元、计算机 数据处理单元和各种测量仪表单元。油气 储运安全实验装置的原理流程如图1所示。
8m
球阀 压力 传感器 温度 传感器 流量 传感器 压力传 感器