声发射传感器

声发射技术概论
撕报纸发出的声音
折断竹子发出的声音
声发射技术概论
裂纹
颗粒断裂 裂纹
分层
材料在外力作用下，形成裂纹、断裂、分层等形式的损伤时， 也会发声，产生声发射信号！
但这些信号很微弱，人耳听不到，必 须借助先进的设备来检测
什么是声发射？
➢声发射（acoustic emission，简称AE）是指材料或结 构受外力或内力作用产生变形或断裂，以应力波形式释 放出应变能的现象。 ① 应变能足够强，则人耳可以听到。 ② 许多金属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。
声发射系统在如下领域应用：
Traditional Material Testing(声发射对传统材料的检测) Advanced Composite Material Testing (声发射对高级复合材料的检测) Fatigue Testing(声发射在疲劳测试中应用) Pressure Vessel (Metal & FRP) Safety Verification (声发射对金属及玻璃钢压力容器安全检测) Cryogenic Vessel Testing(声发射应用于低温容器检测) Sphere Testing(声发射对球罐的检测） Storage Tank Integrate Verification(声发射对储罐完整性的检测) Tank Bottom Condition Assessment(声发射对罐底状况的评价) Quantitative Gas Valve Leak Detection (声发射对气体阀门泄漏定量检测) Tube Trailer Testing Rail Road Tank Car Testing(声发射对铁路罐车的检测） Corrosion Detection(声发射腐蚀检测) Buried Pipeline Leak Detection(声发射对埋地管道检测) Concrete Testing(声发射对混凝土检测) Rock Testing(声发射对岩石检测) Bridge and Infrastructure Testing(声发射对桥梁及地基检测) Partial Discharge Detection of Transformers and Gas Insulated Station (声发射应用于变压器及 GIS局部放电检测) Power Plant Steam Pipeline and Boiler Leak Detection(声发射对电站蒸气管道及锅炉泄漏的检测) Aerial Lifting Device Testing(声发射对吊车设备检测) Aging Aircraft Testing(声发射对老化飞机结构的检测) Aircraft & Aerospace Structure and Fatigue Testing (声发射应用于飞机及宇航结构疲劳检测) Hard Disk Drive Contact Start/Stop Testing(声发射用于硬盘驱动器检测) Tool Wear and Tool Breakage Detection (声发射对工具磨损及断裂监测) Welding Processing Monitoring(声发射在焊接过程监测) Bearing and Gear Condition Monitoring(声发射对轴承及齿轮的监测) Process Diagnosis(声发射用于过程诊断)
背景介绍
无损检测方法
目视检测 Visual Testing （缩写 VT） 超声检测 Ultrasonic Testing（缩写 UT） 射线检测 Radiographic Testing（缩写 RT） 磁粉检测 Magnetic particle Testing（缩写 MT） 渗透检测 Penetrated Testing （缩写 PT） 声发射 Acoustic Emission(缩写 AE) 涡流检测Eddy current Testing （缩写 ET） 泄漏检测 Leak Testing（缩写 LT）……
主要内容
➢ 概述 ➢ 声发射的理论基础 ➢ 声发射信号的检测与分析 ➢ 声发射在设备状态监测中的应用
背景介绍
无损检测
NDT （Non-destructive testing），就是利用声、 光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用 性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均 匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息， 进而判定被检对象所处技术状态（如合格与否、剩余 寿命等）的所有技术手段的总称。
变压器局部放电检测
声发射技术的发展
• 50年代:德国人KaiseBiblioteka Baidu发现Kaiser效应 • 50-70年代: 实验室阶段 • 70-80年代：工程应用 • 90-本世纪初: 迅速发展、广泛应用
美国物理声学公司一PAC公司作为声发射技术领导者、世界著名生产商， PAC公司有完整的、系统化的声发射产品生产线。其声发射产品占全球声发 射市场的85%以上。声发射系统是PAC公司主导产品之一。完整的声发射系 统包括：声发射卡、声发射主机、声发射传感器、声发射前置放大器、声发 射处理软件，其核心部件包括声发射卡，采集分析软件、传感器和前置放大 器。PAC公司声发射产品依据其声发射卡型号不同而构成三个声发射系统。 即：DiSP系统、SAMOS系统 、PCI-2系统。三个系统的采集卡均采用标准 PCI总线技术，并由先进的表面封装设备（SMD）制造的多层高密度卡。最 近公司又研制出ARB-1410卡－采用标准的PCI总线,14位A/D,速度为 100MSample/sec的任意波形发生卡.同时,此卡使用专用的WaveGen1410软件, 可以产生各种类型的波形. PAC公司的声发射产品广泛应用于压力容器检测、 管道检测、航空航天材料检测、起重设备检测、铁路罐车检测、桥梁检测、 贮罐检测、金属材料检测、复合材料检测、陶瓷检测、水泥构件检测、岩石 及电器产品等检测。
PAC公司拥有世界上领先的声发射研究中心（R＆D）及最优秀的专家，为不 同行业开发了解决工程问题的专家系统:VPAC（阀门定量泄漏检测声发射专 家系统）、 MONPAC(压力容器检测声发射专家系统）、 TANKPAC（油 罐罐底腐蚀状况声发射在线检测专家系统）、 CORPAC（工业结构中局部 腐蚀状况声发射在线监控系统）、PDDPAC（变压器局部放电声发射检测专 家系统）。
AE System
应力波
如何产生声发射？
结构材料源
塑性变形 相变 亚临界裂纹扩展
压力泄漏
摩擦及磨损
声
裂纹面闭合与摩擦 撞击
发 射
其他源
磁畴壁运动
源
燃烧
沸腾
凝固与熔化
氧化膜、锈皮和熔渣开裂
声发射源的典型例子
起重机主梁裂纹检测
管道裂纹检测
声发射源的典型例子
储
油
油面
罐
传 腐蚀点
传
感
感
器
器
传感器
储油罐漏油检测