声发射传感器
声发射传感器及前置放大器的使用方法
声发射传感器及前置放大器的使用方法1、 声发射传感器和前置放大器的连接由于大部分声发射采集分析系统都能对前端提供28V 激励电源，所以传感器和前置放大器一般可以直接使用在现有声发射检测系统中。
连接示意图如下：2、 传感器信号电缆的要求传感器使用低噪声信号线，接线端子为Miniature －BNC ，常用规格有0.5米和1米两种。
由于传感器输出的信号非常微弱，电压一般在几十微伏到十几毫伏之间，容易受到外界干扰，也容易造成衰减，所以即便在特殊情况下需要加长时也最好不要超过3米。
3、 前置放大器的供电及分频电路由于前置放大器的输出是直流载波方式以获得远距离的传输，调试前置放大器时应该在其输出端连接一个分频网络，并且加上100k Ώ泄放电阻。
具体如图：信号输出端Ώ电阻对恒流源的要求： 电源电压为28V ，最高不得超过32V ，最低不得低于24V ，电源噪声最好控制在3mV 以内。
不要使用开关电源，以免电源纹波对声发射信号产生干扰。
4、 用示波器观察声发射波形可使用数字示波器观察声发射波形，此时无需分频网络，直接将直流电源和示波器输入端并联即可。
传感器5、 传感器的固定装置PXR 系列传感器自带磁吸附装置，可以直接吸附在铁磁性材料上。
日本富士声发射传感器均需要另外购买MX 系列磁吸附装置。
对于购买富士声发射传感器的客户我们会免费附送环状的强磁体。
用“哥俩好”或502胶将磁环粘接在传感器外壁即可，同时注意传感面需保持水平且略高于磁环面，以便使传感面与被测材料表面良好接触。
同时一定要使用声发射耦合剂，条件有限时也可用凡士林或黄油来代替使用。
6、 其他注意事项传感器属于易损件，保用期为三个月，人为拆卸跌落造成的损坏不予保修。
7、 免费试用需知客户可申请免费试用，但不得破坏拆解产品。
BNC T。
声发射传感器工作原理
声发射传感器工作原理
声发射传感器是一种用于测量声音强度的传感器。
其工作原理基于声音的震动性质和声波的传播。
当声波接触到传感器的振膜时，振膜会随之震动。
传感器内部的压电元件或电磁感应元件会将振动转换为电信号。
具体工作原理如下：
1. 压电式传感器：传感器的振膜上覆盖着一层压电材料，如石英或陶瓷。
当振膜受到声波的压力时，压电材料会发生变形，产生电荷。
这种电荷可通过电极传递到电路中，经过放大和滤波后，变成可测量的电压信号。
2. 电磁感应式传感器：传感器的振膜上包裹着一绕组，当振膜受到声波的压力时，绕组中的导线会感受到磁场的变化。
这个变化的磁场通过绕组产生感应电流，进而通过电路放大和滤波，转换为可测量的电压信号。
通常，声发射传感器配备有增益调节器和滤波器，这些设备能够调整传感器的灵敏度和去除不需要的频率成分。
这样，传感器可以适应不同的声音强度范围，并准确地测量声音的频率和强度。
声发射传感器简易标定法
声发射传感器的校准方法
声发射传感器使用时间久了，担心其灵敏度会下降，应该怎样去确认并确保声发射传感器的灵敏度呢。
这就需要对传感器进行灵敏度校准标定了。
除国标一级校准和二级校准外，这里重点给大家分享下日本富士陶瓷采用的声发射传感器简易标定法，希望能对有需要的朋友有所帮助。
工具/原料
∙信号发生器（MHS5200A or 其他）
∙校准传感器(REF10M or REF-VL)
∙待校准的传感器(AE144S or 其他)
∙砝码（1kg）
∙示波器（TDS001B or 其他）
方法/步骤1
1、将信号发生器MHS5200A通过低噪音电缆LN-023 1m Miniature-
BNC同校准传感器REF-VL连接好。
2、将待校准的传感器AE144S底部涂上适量耦合剂后倒置压在校准传感
器REF-VL上，并通过低噪音电缆LN-023 1m Miniature-BNC同示波器TDS001B相连。
3、在待校准的传感器AE144S上方，放一个重量1kg的砝码。
4、将信号发生器的激励条件设置为：正弦波，电压5V，频率从20KHz逐
步调整至800KHz，步进频率推荐10kHz。
5、将示波器调试到最佳显示状态，观察示波器上的待校准传感器的接收电
压，多次循环变化，记录不同频率时实际电压输出值。
6、确认记录的电压值数据，最大电压值对应的信号频率，即为待校准传感
器的谐振频率。
7、将数据整理成频响曲线图，下记为日本富士陶瓷提供的传感器AE144S
的频响曲线图。
声发射传感器原理、使用、型号分类、校准大全
声发射传感器全介绍/目录声发射概述声发射传感器基础常用型号介绍声发射传感器使用其他问题压电陶瓷在受力产生变形时，其表面出现电荷，这种现象称为压电效应。
常用声发射传感器的工作原理，就是基于晶体元件的压电效应，将声发射波引起的被检件表面振动转换为电压信号，送入信号处理器，完成信号处理过程。
声发射传感器作为接收信号的敏感元件，在声发射系统中起到一个至关重要的桥梁作用。
传感器的谐振频率、本体噪音、温度稳定性、多传感器一致性等都会对信号的采集有着影响。
●谐振式声发射传感器一般由壳体、耦合面、压电元件、连接导线及接线端子组成；宽带型加入阻尼材料抑制部分谐振；内置放大型加入一个前置放大器；差动型有两压电元件组成；●将压电元件的负电极面用导电胶粘贴在底座上，另一面焊出一根很细的引线与高频插座的芯线连接，外壳接地；差动型采用对称的两压电元件，通过差分放大器消除共模信号；●压电元件通常采用锆钛酸铅陶瓷晶片，起到声电转换作用；耦合面起到绝缘和保护压电陶瓷的作用；金属外壳对电磁干扰起屏蔽作用；谐振式传感器宽带型传感器前置放大传感器差动型传感器常规类型声发射传感器定制声发射传感器差分型声发射传感器内置前放型声发射传感器小型声发射传感器超小型声发射传感器宽带型声发射传感器120dB高灵敏度声发射传感器空气耦合传感器高温、低温传感器防水绝缘型声发射传感器校准用可溯源声发射传感器传感器的选择应根据使用场景和被检测声发射信号来确定。
首先是了解检测声发射的频率范围和幅度范围，然后选择对有效声发射信号灵敏的传感器。
常用频率推荐：金属检测100-300kHz ，推荐型号AE144S/PXR15岩石/混凝土检测30-60kHz ，推荐型号AE503S/PXR04复合材料检测300kHz 以上，推荐型号AE304S/PXR30 局放检测，推荐型号AE503D 差动型声发射传感器确定尺寸、温度等必要条件用宽带型传感器测得信号频率段选用相对频率的谐振式传感器选型步骤A B C声发射传感器常见参数谐振频率：传感器对外部信号发生共振现象时的信号频率，传感器对该点的频率最灵敏。
声发射传感器原理
声发射传感器原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠声发射传感器原理这个有意思的玩意儿。
你说这声发射传感器啊，就好像是一个超级敏锐的小耳朵。
咱平时说话、做事发出的各种声音，它都能捕捉到呢！它就像是一个不知疲倦的小卫士，时刻站岗放哨。
想象一下，在一个大工厂里，各种机器都在轰轰隆隆地运转着，要是哪里出了点小毛病，发出了异常的声音，声发射传感器就能第一时间察觉到。
这就好比你在人群中，一下子就能听出你熟悉的朋友的声音一样。
它的工作原理呢，其实也不难理解。
当材料内部发生变化，比如出现了裂缝或者变形啥的，就会有声波产生。
这时候声发射传感器就开始发挥作用啦，它能把这些声波给抓住，然后转换成电信号。
这就像是一个神奇的转换器，把声音变成了能被我们看懂的数据。
你看啊，这声发射传感器是不是特别神奇？它就像是一个隐藏在幕后的小英雄，默默守护着各种设备的安全运行。
而且哦，它的应用范围那可广了去了。
在很多领域都能看到它的身影呢！比如在桥梁监测中，它能监测到桥梁结构的细微变化，要是有啥不对劲的，就能及时提醒人们注意。
这就像是给桥梁请了个私人医生一样。
在航空航天领域呢，它也能发挥大作用。
飞机上的各种部件那么多，要是有个小毛病没发现，那可不得了。
有了声发射传感器，就等于多了一双敏锐的眼睛，能随时盯着这些部件的状态呢。
咱平时生活中也能用到它呀！比如你家里的一些电器设备，要是能装上声发射传感器，那是不是感觉更安全更放心啦？总之，声发射传感器原理虽然听起来有点高深莫测，但其实理解起来也不难嘛。
它就像是我们生活中的一个好帮手，默默地为我们服务着。
难道不是吗？我们应该好好珍惜这个神奇的小玩意儿，让它为我们的生活和工作带来更多的便利和安全呀！你们说是不是这个理儿？。
声发射传感器的原理、分类、结构及特性
Your Partner in Acoustic Emission声发射传感器Acoustic Emission Sensor一、声发射传感器的原理二、声发射传感器的分类三、压电声发射传感器的结构四、压电声发射传感器的特性五、声发射传感器的选择六、声发射传感器的使用及注意事项声发射传感器（AE Sensor ）的作用是接收材料或结构内部的声发射信号。
压力容器、储罐、热交换器、管道、反应器、航空推进器、核电站的设备等许多类型的结构都可以用声发射进行监测。
在所有的应用中，声发射传感器是连接结构与声发射仪之间的桥梁，所以，声发射传感器的性能对测试是非常重要的。
图1.1声发射检测系统的结构下面就声发射传感器的原理、分类、结构以及校准等方面进行综述，希望对大家认识了解和选择声发射传感器有一定的帮助。
一、声发射传感器的原理传感器将声发源在被探测物体表面产生的机械振动转换为电信号, 它的输出电压V(t,x)是表面位移波U(x,t)和它的响应函数T(t)的卷积: V(t,x)=U(t,x)T(t) 理想的传感器应该能同时测量样品表面位移(或速度)的纵向和横向分量,在整个频谱范围内(0～100MHz 或更大)能将机械振动线性地转变为电信号, 并具有足够的灵敏度以探测很小的位移(通常要求≤10-14m)。
目前人们还无法制造上述这种理想的传感器，现在应用的传感器大部分由压电元件组成，压电元件通常采用锆钛酸铅、钛酸铅、钛酸钡等多晶体和铌酸锂、碘酸锂等单晶体，其中，锆钛酸铅接收灵敏度高，是声发射传感器常用压电材料。
铌酸锂晶体居里点高达1200℃，常用作高温传感器。
Your Partner in Acoustic Emission二、声发射传感器的分类传感器是声发射检测系统的重要部分，是影响系统整体性能重要因素。
传感器设计不合理，或许使得接受到的信号和希望接受到的声发射信号有较大差别，直接影响采集到的数据真实度和数据处理结果。
声发射传感器二级校准系统
GtCalib AE 声发射传感器二级校准系统
声发射传感器在工业、科研实际应用中绝大部分是经过二级校准传感器，灵敏度是声发射传感器的一个重要特性，直接影响到检测的结果，传感器在使用前进行校准，可以保证检测结果的可靠性。
GtCalib AE二级校准系统主要由波形发生模块，宽带脉冲传感器，标准传感器，信号放大器，耦合剂，打印机，数据采集系统及信号校准分析软件组成。
一、GtCalib AE系统功能和特点：
1、GtCalib AE系统基于美国ASTM E976标准传感器二级校准方法；
2、灵敏度曲线显示为dB对频率，其中dB ref 1V / uBar；
3、检测方式速度快，检测结果一致性、可靠性高；
4、根据要求格式生成检测报告，软件中直接打印文本并可保存文本文件；
5、全图形化操作界面，操作简单、易学易用。
二、GtCalib AE系统操作界面:
三、灵敏度曲线图：
灵敏度单位dB Ref. 1V/ uBar
湖南恩递替科技有限公司
2015年9月。
声发射传感器使用说明书
声发射传感器使用说明
1、产品结构
2、常用传感器连接
3、传感器固定
将耦合剂适量涂抹在待测物表面需要安装传感器的位置。
将传感器M5接口和低噪音信号线M5接头连接。
将传感器白色面（声耦合面）和待测物面接触。
由于传感器自带磁环，如果待测物可以吸附磁铁，传感器会直接吸附在待测物上，无需其他固定。
如果设备需要长期监测且监测环境恶劣，建议另外做一个防水防腐类型的夹具。
4、传感器检测方法
1）、按行业标准《JJF 1337-2012 声发射传感器校准规范(比较法)》或同类国标进行检测。
2）、送各地计量院进行检测。
3）、利用断铅进行快速检测（主要测传感器是否正常）。
声发射传感器的种类
声发射传感器的种类声发射传感器是一种能够测量机器或设备发出的声音或声波的设备。
声发射传感器可以广泛应用于各种领域，例如物体的检测、故障检测和安全检测等领域。
在实际应用中，根据不同的应用场景和需求，声发射传感器可以分为以下几类。
1. 弹性波声发射传感器弹性波声发射传感器是一种常用的非破坏性检测设备，主要用于检测钢结构、混凝土结构、航空航天结构等的损伤、裂缝、疲劳等缺陷。
该传感器通过检测材料引起的弹性波反馈信号来确定材料本身的缺陷。
弹性波声发射传感器主要包括压电式、磁电式、电阻应变式、磁致伸缩式等不同类型的传感器。
其中，压电式传感器和磁电式传感器是应用最广泛的两种传感器。
2. 超声波声发射传感器超声波声发射传感器是一种能够观测超声波的设备，主要用于声学中的非破坏性材料评估中。
该传感器可以用来检测材料的温度、压力、震动等方面的变化。
超声波声发射传感器和弹性波声发射传感器不同，超声波声发射传感器使用的是准直型和聚焦型的传感器，能够在误差较小的情况下得到更加准确的数据。
3. 红外线声发射传感器红外线声发射传感器是一种非接触的传感器，它可以通过检测物体表面温度的变化来判断物体的状态和位置。
该传感器广泛应用于人体检测、智能家电、安全监控等领域。
在红外线声发射传感器的工作过程中，传感器会发射出一些红外线光束，然后观测反射回来的光束的强度变化、相位变化和其他性质的变化，以判断物体的状态和位置。
4. 摆式声发射传感器摆式声发射传感器是一种用来检测高速旋转机械叶片和轴承故障的传感器。
它能够通过检测机械故障引起的声波信号来判断机械的状况。
摆式声发射传感器是通过特殊的轴承和传感器装置来实现测量的。
传感器通过检测不同频率和振动强度的振动信号来判断机械的状况。
5. 环境声发射传感器环境声发射传感器是一种用于检测环境声音的传感器。
它可以检测分贝、频率和时间等方面的变化，并将这些变化转换成电信号输出。
环境声发射传感器经常用于城市环境指数、交通和企业噪声检测、影院声效技术等方面。
AE传感器
3、将上述两个功能的监视输出信号与机床控制系统连接起来，即可实现自动控制。
特点：
1、具有一触即知的检测功能，即用AE传感器可接收旋转式修整器与砂轮接触瞬间的声波，最小检测单位为1-2μm。
2、重新修整砂轮时，通过监视AE的输出时间，可以自动检查砂轮工作面母线的直线度，从而自动决定是否需要继续修整，以免出现过量修整，故能获得最经济的修整运动。
ห้องสมุดไป่ตู้ AE传感器
AE传感器是一种声发射传感器，一种适用于金属切削过程监视和设备在线自动诊断检测用的点接触式声发射传感器，采用短圆锥形压电陶瓷敏感元件和声阻抗匹配的背衬，可克服传统的谐振式AE加速度传感器难于实现宽频带探测的弱点，减少孔径效应等因素引起的探测误差，具有探测频带宽、灵敏度高、结构简单、易于制作，使用稳定可靠等特点，可作为一维或多维组合式AE传感器。
AE传感器简介
A E传感器简介
集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
AE传感器
AE传感器是一种声发射传感器，一种适用于金属切削过程监视和设备在线自动诊断检测用的点接触式声发射传感器，采用短圆锥形压电陶瓷敏感元件和声阻抗匹配的背衬，可克服传统的谐振式AE加速度传感器难于实现宽频带探测的弱点，减少孔径效应等因素引起的探测误差，具有探测频带宽、灵敏度高、结构简单、易于制作，使用稳定可靠等特点，可作为一维或多维组合式AE传感器。
装有AE传感器的修整器原理：由于固体的塑性变形或破坏在固体内积累的畸变能量在释放时产生高频声波的现象，利用这种原理开发的有修整器本体、前置放大器机构及显示监视器三部分构成。
修整器本体驱动金刚石旋转修整动作，安装在修整器本体内的AE传感器接收修整器与砂轮之间的接触信号（低电平、高频AE波）送入前置放大器，放大后输入到显示监视器中，显示监视器对接触信号与干扰信号进行比较判定的信号处理后，显示并输出判定结果。
特点：
1、具有一触即知的检测功能，即用AE传感器可接收旋转式修整器与砂轮接触瞬间的声波，最小检测单位为1-2μm。
2、重新修整砂轮时，通过监视AE的输出时间，可以自动检查砂轮工作面母线的直线度，从而自动决定是否需要继续修整，以免出现过量修整，故能获得最经济的修整运动。
3、将上述两个功能的监视输出信号与机床控制系统连接起来，即可实现自动控制。
声发射传感器“dB“说明
声发射传感器灵敏度和信号幅值两个“dB“之间的关系
声发射基础知识中有两个概念很容易造成混淆，
一个是声发射传感器的灵敏度，
一个是声发射信号的强度。
我们会看见某个传感器的灵敏度XXdB，有时候又会看见某次信号的幅度是XXdB，这两个dB之间有什么关系呢？
灵敏度70dB
幅度dB
首先我们看一下什么是dB？
dB是一个数值，没有单位标注。
就像我们说长度是100米中的100，时间是60秒中的60，如果没有单位我们怎么能知道这个100和60的的关系和其具体的含义呢？
第一张图左上角有一个值0dB=1V/m/s。
所以我们知道声发射传感器的灵敏度60dB=1000V/m/s，即当传感器表面的质子振动速度是1um/s的时候，传感器可以输出1mV的电压。
dB=20log（传感器的灵敏度物理量/1V/m/s）。
如果某个传感器的灵敏度是80db，说明当传感器表面的质子振动速度还是1um/s的时候，传感器可以输出10mV的电压。
是不是比较灵敏？
那么，信号的幅度是XXdB又是什么意思呢？或者说，这个信号幅度的基本单位是多少呢？
声发射标准中规定传感器输出端的电压0 dB=1 uV。
（注意和灵敏度的不一样）
所以，当我们说信号的幅值是80dB的时候，说明传感器输出端的电压是10mV，dB=20log（传感器输出端电压/1uV）。
结论，两者到底有什么关系呢？
当信号源强度不变时，灵敏度越高的传感器，输出的信号幅值越大。
适用于复杂试验条件下的声发射传感器布置装置设计
·实验仪器研制·适用于复杂试验条件下的声发射传感器布置装置设计肖 坤1，张朝鹏2, 3，刘 洋2, 3，艾 婷2, 3，李安强4，任 利2, 3，张 茹1, 2，覃 黎1（1. 四川大学 水利水电学院，成都 610065；2. 四川大学 深地科学与工程教育部重点实验室，成都 610065；3. 四川大学 建筑与环境学院，成都 610065；4. 中国市政工程西南设计研究总院有限公司，成都 610081）摘要：在岩石声发射实验中，合理布置声发射传感器至关重要。
声发射传感器一般在夹具夹持情况下通过凡士林紧密贴合在岩样表面，常规方法操作比较繁琐，并且裸露在外的声发射传感器及其数据传输线很可能对其他实验和操作造成干扰。
针对这一问题，研制了一套适用于多种试样尺寸的声发射传感器布置安装系统，并开展了相应的岩石直剪声发射试验和单轴压缩声发射试验，能够实现方便快捷地安装声发射传感器，使声发射传感器隐藏且非对称地稳定布置在试样表面，同时又不干扰加载和非接触表面应变测量等其他同时进行的测试项目，为复杂试验条件下的岩石力学测试创造了条件，最终试验结果也符合实际岩石力学特性。
因此，利用该套声发射传感器布置装置，能有效满足试样在岩石剪切试验机上开展多种复杂测试条件下的声发射测试。
关 键 词：声发射；传感器；传感器布置；岩石剪切试验机中图分类号：TU45 文献标志码：A DOI: 10.12179/1672-4550.20200035Design of Acoustic Emission Sensor Arrangement Device forComplex Test ConditionsXIAO Kun 1, ZHANG Zhaopeng 2, 3, LIU Yang 2, 3, AI Ting 2, 3, LI Anqiang 4, REN Li 2, 3, ZHANG Ru 1, 2, QIN Li1（1. College of Hydraulic and Hydropower Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China;2. MOE Key Laboratory of Underground Science and Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China;3. School of Architecture and Environment, Sichuan University, Chengdu 610065, China;4. Southwest Municipal Engineering Design & Research Institute of China, Chengdu 610081, China ）Abstract: In rock acoustic emission experiment, the reasonable arrangement of acoustic emission sensors is very important.Acoustic emission sensors are usually clamped to adhere to the surface of rock samples through Vaseline. Conventional methods are complicated to operate, and exposed acoustic emission sensors and data transmission lines may interfere with other experiments and operations. In order to solve this problem, a set of installation system of acoustic emission sensors has been developed for various sample sizes. And the rock direct shear AE test and uniaxial compression AE test were carried out, which could realize the installation of AE sensors conveniently and quickly. The acoustic emission sensors are hidden and asymmetrically arranged on the surface of the sample, without affecting loading and other simultaneous tests such as non-contact surface strain measurement, which creates conditions for rock mechanics test under complex test conditions, and the final test results also conform to the actual rock mechanical properties. Therefore, using the acoustic emission sensor placement device can effectively meet the requirements of acoustic emission tests under various complex testing conditions on rock shear testing machine.Key words: acoustic emission; sensor; sensor arrangement; rock shear testing machine收稿日期：2020−01−19；修回日期：2020−10−12基金项目：四川省科技计划项目（2019YFG0047）；中铁二院研究开发项目（KYY2019003）；四川省青年科技创新研究团队资助项目（2017TD0007）。
声传感器
声学基础知识
3、声波的传播 – 声波的反射和折射
反射定律：反射角等于入射角，即
1 1
折射定律：入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种媒质 中声速之比，即
sin 1 sin c1 c2
2
它说明若两层媒质中声速不同，声波射入媒质Ⅱ中时，方向 就要改变，或者靠近界面法线，或者远离界面法线。
声传感器特性
传声器的指向性
传声器的指向性是指在某一指定频率下， 传声器的灵敏度随声波入射方向变化的特性， 又称为方向性，以声波沿不同角度入射时的 灵敏度与声波轴向入射时灵敏度的比值来表 征其特性。它可以用指向图（极坐标形式） 和指向性频率曲线表示，也可以用指向性因 数表示。指向性因数是全指向性传声器声能 响应和指向性传声器声能相应之比。 传声器的指向性，以其拾取音源方向覆盖 空间可以分为全指向性、双指向性、心性指 向性、超心性和强指向性等几种。
W S
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I
声学基础知识
在无反射声波的自由场中，点声源发出的球面波，均匀向 四周辐射声能，因此，距离声源中心为的球面上的声强为
I W 4 r
2
可见，对于球面波，声强与点声源的声功率W成正比，而 与距离（半径）的平方成反比，即若距离加倍，声强就减为原 来的1/4。在自由场中，声强随着离声源的距离的增加，按平方 成反比减小的规律，称为平方反比定律。
传声器的灵敏度 传声器的灵敏度表示传声器的转换效率，当传声器的振膜受到声 压的作用时，在负载上所产生的电动势或电压的数值，称为传声器的灵 敏度。视负载情况不同，分为开路灵敏度和有载灵敏度。 （1）开路灵敏度(M) 在传声器的产品说明书上所标称的灵敏度，若无特别说明，即为 开路灵敏度。开路灵敏度是指声频为1000Hz时，在1微巴(μbar)恒定声 压下，传声器与声源正向0°时所测量到的开路(空载)电压。1μbar大致 相当于人按正常音量讲话时，在正向距离1米处所测得的声压。 我国采用国际标准声压，以μbar或Pa为声压单位， (1μbar=0.1Pa)。电压单位用毫伏(mV)，则传声器开路灵敏度的单位可 表示为mV/μbar或mV/Pa。 （2）有载灵敏度 是指在单位声压作用下，传声器的输出端额定负载上的输入功率， 单位是mW/μbar或mW/Pa。
声发射传感器的原理
声发射传感器的原理、分类、结构和校准记得前段时间有人问声发射传感器相关的问题的,现贴这篇文章，涵盖了声发射传感器的原理、分类、结构和校准方法，希望能解答其疑惑.声发射传感器的作用是接收材料或结构内部的声发射信号。
压力容器、储罐、热交换器、管道、反应器、航空推进器、核电站的设备等许多类型的结构都可以用声发射进行监测。
在所有的应用中，声发射传感器是连接结构与声发射仪之间的桥梁，所以，声发射传感器的性能对测试是非常重要的。
下面就声发射传感器的原理、分类、结构以及校准等方面进行综述，希望对大家认识了解和选择声发射传感器有一定的帮助。
1、声发射传感器的原理传感器将声发源在被探测物体表面产生的机械振动转换为电信号, 它的输出电压V(t,x)是表面位移波U(x,t)和它的响应函数T(t)的卷积: T(t) V(t,x)=U(t,x)理想的传感器应该能同时测量样品表面位移(或速度)的纵向和横向分量,在整个频谱范围内(0～100MHz或更大)能将机械振动线性地转变为电信号, 并具有足够的灵敏度以探测很小的位移(通常要求≤10-14m)。
目前人们还无法制造上述这种理想的传感器，现在应用的传感器大部分由压电元件组成，压电元件通常采用锆钛酸铅、钛酸铅、钛酸钡等多晶体和铌酸锂、碘酸锂等单晶体，其中，锆钛酸铅（PZT－5）接收灵敏度高，是声发射传感器常用压电材料。
铌酸锂晶体居里点高达1200℃，常用作高温传感器。
传感器的特性包括：频响宽度、谐振频率、幅度灵敏度，这些特性受许多因素的影响，包括：①晶片的形状、尺寸及其弹性和压电常数；②晶片的阻尼块及壳体中安装方式；③传感器的耦合、安装及试件的声学特性。
压电晶片的谐振频率（f）与其厚度（t）的乘积为常数，约等于0.5倍波速（V），即f•t＝0.5V，可见，晶片的谐振频率与其厚度成反比。
2、声发射传感器的分类人们根据不同的检测目的和环境制造了不同性能和不同结构的传感器。
(1) 高灵敏度谐振式传感器: 谐振式高灵敏度传感器是声发射检测中使用最普遍的一种, 这种传感器具有很高的灵敏度, 可探测的最小位移可达到10-14m, 但它们的响应频率范围很窄, 且共振频率一般都位于50至1000KHz之间。
声发射传感器的种类
声发射传感器的种类声发射传感器是一种将物体结构及其应力状态反映出来的传感器。
其主要工作原理是将物体振动产生的声波转换成电信号，用于监测物体的结构健康状态。
下面我们来介绍声发射传感器的种类。
基于传感器尺寸的分类根据声发射传感器尺寸的不同，可以将其分为以下两类：点式微型声发射传感器点式微型声发射传感器体积小，灵敏度高，适用于对小型结构的监测。
一般采用贴片式或插式封装，安装方便。
平板式声发射传感器平板式声发射传感器适用于大型结构或者非规则几何形状的物体。
传感器面积大，灵敏度较低，但是信号稳定性更高。
基于传感器检测方式的分类根据声发射传感器的检测方式不同，可以将其分为以下三类：基于固定点测试的声发射传感器这种传感器需要在物体的固定点上进行安装，并在多个固定点安装多个传感器。
借助于多点测试，可以检测到任何位置的声发射信号。
基于局部维修的声发射传感器这种传感器通常是用于检测非常大型的结构体，例如桥梁、核反应堆等等。
传感器主要被用于监测已知的故障位置，并能够提供非常精准的信号。
基于全局检测的声发射传感器这种传感器用于全局的监测系统，通常是用于诊断和保养整个结构体，例如油轮，飞机等等。
基于应用领域的分类声发射传感器根据应用领域的不同，可以将其分为以下三类：基于工业应用的声发射传感器这种传感器广泛应用于工业领域，例如钢铁、空间、石油和化学等领域。
通常用于监测钢铁结构体的损伤情况，在油田用于监测管道和沉降层的状态，并进行必要的维修工作。
基于土木工程领域的声发射传感器这种传感器广泛应用于土木工程领域，例如建筑物、桥梁、隧道和大坝等。
主要用于检测结构体的震动、其它异常情况和经常检测其状态，以确保建筑物和结构物的安全和耐久性。
基于能源领域的声发射传感器这种传感器通常用于能源应用领域，例如核反应堆结构体的监测和鼓风机的监测等等。
以上就是声发射传感器的种类。
根据实际工作需要，选择合适的传感器可以提高监测效率，保证事物运行安全和可靠的数据分析。
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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。
变压器局部放电检测
声发射技术的发展
• 50年代:德国人Kaiser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。
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）……
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
储油油面源自罐传 腐蚀点传
感
感
器
器
传感器
储油罐漏油检测
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)
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。