无损检测新技术..

1 f0
ne Vt f0 e VP
1
一个事件的振铃计数可表示为
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ne
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f0

In
VP Vt
6.4 声发射检测技术
振幅及振幅分布
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又称幅度分布，振幅是指声发射波形的峰值振幅。 振幅及振幅分布被认为是可以更多地反映声发射源信息的一种 处理方法。它既可以是事件计数对振幅的分布，也可以是振铃 计数对振幅的分相。振幅分布有两种表示方法，即微分型和积 分型。试验表明，不同的声发射源具有不同的振幅分布谱。 能量
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计算 设声发射事件可以近似为指数衰 减的正弦波并表示为
V Vpet cost
设阈值电压为Vt，则可以表示为
Vt V p Vpe
ne 1 f0
1 cos2f 0 ne f0
ne
一维声发射定位
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(2)平面三角形定位法
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(3)归一化正方阵定位法
( x 1) 2 ( y 1) 2 v 2t1
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4声发射检测的应用
(1)声发射在材料研究中的应用 金属材料 材料、工件或结构在交变载荷作用下经常发生疲劳断裂，是最 常见的故障之一。声发射是监测其发生和发展过程的重要手段。 声发射技术的应用是以材料的声发射特性为基础，不同材料的 声发射特性差异很大。即便是相同材料，影响声发射特性的因 素也很复杂。如热处理状态、组织结构、试件的形状以及加载 方式等。
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( x 1) 2 ( y 1) 2 v 2 (t1 t 2 ) 2 ( x 1) 2 ( y 1) 2 v 2 (t1 t3 ) 2 ( x 1) 2 ( y 1) 2 v 2 (t1 t 4 ) 2
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3 多通道检测系统结构
组成部分：信号接收部分、信号处理部分、测量显示部分
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3 多通道检测系统结构
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声发射能量反映了声发射源以弹性波形式释放的能量。能量 分析是针对仪器输出的信号进行的。瞬态信号的能量定义为
1 2 E V (t )dt R 0
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2 声发射检测定位方法
(1) 直线定位法
换 能 器 1
换 能 器 2
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1)
2)
3)
4)
5)
优势： 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，因而适用于工业过程在线监控及早期 或临近破坏预报； 由于对被检件的接近要求不高，因而适于其它方法难于 或不能接近环境下的检测，如高低温、核辐射、易燃、 易爆及有毒等环境； 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； 对于设备的加载试验，声发射检验方法可以预防由未知 不连续缺陷引起系统的灾难性失效和限定系统的最高工 作载荷； 由于对构件的几何形状不敏感，而适于检测其它方法受 到限制的形状复杂的构件。
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1 声发射检测原理及特点
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 式释放出应变能的现象称为声发射。
利用仪器检测、分析声发射信号并利 用声发射信息推断声发射源的技术称 为声发射技术。
特点： ① 检测动态缺陷，如缺陷扩展，而不是检测静态缺陷； ② 缺陷的信息直接来自缺陷本身，而不是靠外部输入扫查缺陷。
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(1) 声发射的来源与产生
位错运动和塑性变形
裂纹的形成和扩展
声发射分: 1）连续发射; 2）突发发射。
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(2) 声发射信号的特征参数 声发射事件 声发射信号的波形，经过 包络检波后，波形超过预 置的阈值电压形成一个矩 形脉冲。如果一个突发型 信号形成一个矩形脉冲叫 做一个事件，这些事件脉 冲数就是事件计数。单位 时间的事件计数称为事件 计数率，其计数的累积则 称为事件总数。
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对声发射信号的振铃波形， 设置某一阈值电压，振铃 波形超过这个阈值电压的 部分形成矩形窄脉冲，计 算这些振铃脉冲数就是振 铃计数。这是对振幅加权 的一种计数方法，如果改 变阈值电压，则振铃计数 也发生变化。单位时间的 振铃计数率称为声发射率， 累加起来称为振铃总数。 取一个事件的振铃计数称 为事件振铃计数或振铃/事 件。
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20 世纪50年代初 德国凯赛尔所作的研究工作。在金属材料 的变形过程中观察到到声发射现象，并提出了著名的声发射不可 逆效应。 20世纪60年代，声发射作为无损检测技术，在美国原子能、 宇航技术中兴起，在焊接延迟裂纹监视、压力容器与固体发动机 壳体等检测方面出现了应用实例。 20世纪70年代，在日、欧、我国等相继得到发展。检测设备 的开发、基础研究、检测经验均有限，故其进展缓慢，仅获得有 限的成功。 20世纪80年代，其研究与应用从实验室研究扩展到结构评价 、工业过程监视等各领域，首先在金属与玻璃钢压力容器、储罐 、管道等结构件中，进入工业应用和标准化阶段，成为一种新兴 动态无损检测方法。