声发射检测技术资料

(3) 传感器的安装 传感器表面与试件表面之间良好的声耦合为传感器安装的 基本要求。试件的表面须平整和清洁，松散的涂层和氧化皮应 清除，粗糙表面应打磨，表面油污或多余物要清洗。 对半径大于150mm的曲面可看成平面，而对小半径曲面应 采取适当措施，例如，可采用转接耦合块或小直径传感器。对 于接触界面，应填充声耦合剂，以保证良好的声传输。采用真 空脂、凡士林、黄油、快干胶及其它超声耦合剂。对高温检测 ，也可采用高真空脂、液态玻璃及陶瓷等。 常用固定夹具包括：松紧带、胶带、弹簧夹、磁性固定器 、紧固螺丝等。所加之力，应尽可能大一些，约为0.7MPa。
表6.1列出了选择检测系统时需要考虑的主要因素。
表6.1 影响检测仪器选择的因素
性能及功能
工作频率 通道数
影响因素
材料频域、传播衰减、机械噪声 被检对象几何尺寸、波的传播衰减特性、整体或局部监测
传感器类型 频响、灵敏度、使用温度、环境、尺寸
源定位
信号参数 显示
不定位，区域定位、时差定位
连续信号与突发信号参数、波形记录与谱分析 定位、经历、关系、分布等图表的实时或事后显示
(2) 被监测的对象：被检对象的大小和形状、发射源 可能出现的部位和特征的不同，决定选用检测仪器 的通道数量。对试验室材料试验、现场构件检测、 各类工业过程监视等不同的检测，需选择不同类型 的系统，例如，对实验室研究，多选用通用型，对 大型构件，采用多通道型，对过程监视，选用专用 型。 (3) 需要得到的信息类型：根据所需信息类型和分 析方法，需要考虑检测系统的性能与功能，如信号 参数、波形记录、源定位、信号鉴别、及实时或事 后分析与显示等。
(3) 现场声发射检测系统源定位的校准
通过直接在被检构件上发射声发射模拟源信号来 进行校准。
源定位校准的目的是确定定位源的唯一性和与实 际模拟声发射源发射部位的对应性，一般通过实测时 差和声速以及设置仪器内的定位闭锁时间来进行仪器 定位精度的校准。
定位校准的最终结果为，所加模拟信号应被 — 个 定位阵列所接收，并提供唯一的定位显示，区域定位 时，应至少被一个传感器接收到。多数金属容器检测 方法Biblioteka Baidu规定，源定位精度应在两倍壁厚或最大传感器 间距的5%以内。
第6章声发射检测技术
6.1检测仪器选择的影响因素 在进行声发射试验或检测前，需首先根据被 检测对象和检测目的来选择检测仪器，主要应考 虑的因素如下： (1) 被监测的材料：声发射信号的频域、幅度 、频度特性随材料类型有很大不同，例如，金属 材料的频域约为数kHz～数MHz，复合材料约为 数kHz～数百kHz，岩石与混凝土约为数Hz～数 百kHz。对不同材料需考虑不同的工作频率。
(2) 现场声发射检测系统灵敏度的校准
通过直接在被检构件上发射声发射模拟源信号来 进行校准。
灵敏度校准的目的是确认传感器的耦合质量和检 测电路的连续性。 各通道灵敏度的校准为在距传感器一定距离（压 力容器规定为 100mm ）发射三次声发射模拟源信号， 分别测量其响应幅度，三个信号幅度的平均值即为该 通道的灵敏度，多数金属压力容器的检测规程规定， 每通道对铅笔芯模拟信号源的响应幅度与所有传感器 通道的平均值偏差为土 3dB或±4dB ，而玻璃钢构件为 土6dB。
6.2.4 仪器调试和参数设置
(1) 检测门槛设置 检测系统的灵敏度，即对小信号的检测能力，决 定于传感器的灵敏度、传感器间距和检测门槛设置。 其中，门槛设置为其主要的可控制因素。 检测门槛，多用 dB 来表示。检测门槛越低，测 得信息越多，但易受噪声的干扰，因此，在灵敏度和 噪声干扰之间应作折衷选择。多数检测是在门槛为35 ～ 55dB 的中灵敏度下进行，最为常用门槛值为 40dB
图6.1 铅笔芯模拟声发射信号装置
6.2.2 校准的步骤
（1）仪器硬件灵敏度和一致性的校准 对仪器硬件系统的校准，直接采用专用的电子信 号发生器来产生各种标准函数的电子信号，直接输入前 置放大器或仪器的主放大器，来直接测量仪器采集这些 信号的输出。
例如， GB/T18182-2000 标准规定：仪器的门槛精 度应控制在2dB范围内；处理器内的幅度测量电路测量 峰值幅度值的精度为2dB；处理器内的能量测量电路测 量信号能量值的精度为5%，同时要满足信号能量的动 态范围不低于40dB；系统测量外接参数电压值的精度为 满量程的2%。
6.2.3 传感器的选择和安装
(1)传感器响应频率选择 应根据被检测对象的特征和检测目的选择传感器 的响应频率。 例如金属压力容器检测用传感器的响应频率为 100～400KHz，压力管道和油罐底泄漏检测传感器的 响 应频率为30～60KHz等。
(2) 传感器间距和阵列的确定
构件声发射检测所需传感数量，取决于试件大小和 所选传感器间距。传感器间距又取决于波的传播衰 减，而传播衰减值又来自用铅笔芯模拟源实际测得 的距离一衰减曲线。
时差定位中，最大传感器间距所对应的 传播衰减，不宜大于预定最小检测信号幅 度与检测门槛值之差。例如，门榄值为 40dB ，预定最小检测信号幅度为 70dB ，则 其衰减不宜大于 30dB 。区域定位比时差定 位可允许更大的传感器间距。
在金属容器中，常用的传感器间距约 为1～6m，传感器阵列采用三角平面或曲面 定位，多数容器的检测需布置约8～40多个 传感器。
噪声鉴别
存储量 数据率
空间滤波、特性参数滤波、外变量滤波及其前端与事后滤波
数据量，包括波形记录 高频度声发射、强噪声、多通道多参数、实时分析
6.2 检测仪器的设置和校准
6.2.1 校准信号的产生技术 声发射检测系统的校准，包括在试验室内对仪器硬件系统灵 敏度和一致性的校准，以及在现场对已安装好传感器的整个声发 射系统灵敏度和定位精度的校准。
对仪器硬件系统的校准需采用专用的电子信号发生器来产生 各种标准函数的电子信号直接输入前置放大器或仪器的主放大器 。对现场已安装好传感器的整个声发射系统灵敏度和定位精度的 校准采用在被检构件上可发射机械波的模拟声发射信号。 模拟声发射信号的产生装置一般包括两种，一种是采用电子 信号发生器驱动声发射压电陶瓷传感器发射机械波，另一种是直 接采用铅笔芯折断信号来产生机械波，铅笔芯模拟源如图 6.1 所 示。