聲發(fā)射是一種常見的物理現(xiàn)象。20世紀(jì)50年代初,德國人Kaiser對多種金屬材料的聲發(fā)射現(xiàn)象進(jìn)行了詳盡研究并發(fā)現(xiàn)了聲發(fā)射不可逆效應(yīng)—Kaiser效應(yīng),即聲發(fā)射現(xiàn)象僅在第一次加載時產(chǎn)生,第二次加載及以后各次加載所產(chǎn) ...聲發(fā)射是一種常見的物理現(xiàn)象。20世紀(jì)50年代初,德國人Kaiser對多種金屬材料的聲發(fā)射現(xiàn)象進(jìn)行了詳盡研究并發(fā)現(xiàn)了聲發(fā)射不可逆效應(yīng)—Kaiser效應(yīng),即聲發(fā)射現(xiàn)象僅在第一次加載時產(chǎn)生,第二次加載及以后各次加載所產(chǎn)生的聲發(fā)射變得微不足道,除非后來所加外應(yīng)力超過前面各次加載的最大值。這一效應(yīng)在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用,成為用聲發(fā)射技術(shù)監(jiān)測結(jié)構(gòu)完整性的依據(jù)。隨著計算機(jī)和信號處理技術(shù)的迅速發(fā)展,聲發(fā)射技術(shù)己日趨成熟,聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用范圍己覆蓋航空、航天、石油化工、鐵路、汽車、建筑、電力等幾乎國民經(jīng)濟(jì)的所有領(lǐng)域。一、聲發(fā)射檢測的原理聲發(fā)射是指物體在受到形變或外界作用時,因迅速釋放彈性能量而產(chǎn)生瞬態(tài)應(yīng)力波的一種物理現(xiàn)象。各種材料聲發(fā)射的頻率范圍很寬,從次聲頻、聲頻到超聲頻,所以,聲發(fā)射也稱為應(yīng)力波發(fā)射。聲發(fā)射是一種常見的物理現(xiàn)象,如果釋放的應(yīng)變能足夠大,就產(chǎn)生可以聽得見的聲音。如折聲級計校準(zhǔn)裝置斷樹枝,就可以聽見劈啪聲。大多數(shù)金屬材料塑性變形和斷裂時也有聲發(fā)射產(chǎn)生,但聲發(fā)射信號的強(qiáng)度很弱,人耳不能直接聽見,需要藉助靈敏的電子儀器才能檢測出來。用儀器檢測,分析聲發(fā)射信號和利用聲發(fā)射信號推斷聲發(fā)射源的技術(shù)稱為聲發(fā)射技術(shù)。聲發(fā)射檢測是一種動態(tài)無損檢測方法,即:使構(gòu)件或材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu),缺陷或潛在缺陷處在運(yùn)動變化的過程中進(jìn)行無損檢測。因此,裂紋等缺陷在檢測中主動參與了檢測過程。如果裂紋等缺陷處于靜止?fàn)顟B(tài),沒有變化和擴(kuò)展,就沒有聲發(fā)射產(chǎn)生,也就不可能實(shí)現(xiàn)聲發(fā)射檢測。而且由于聲發(fā)射信號來自缺陷本身,因此可用聲發(fā)射法判斷缺陷的嚴(yán)重性。聲發(fā)射檢測到的是一些電信號,根據(jù)這些電信號來解釋結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷變化往往比較復(fù)雜,需要豐富的知識和其他試驗(yàn)手段的配合。另一方面,聲發(fā)射檢測環(huán)境常常有強(qiáng)的噪聲干涉,雖然聲發(fā)射技術(shù)中己有多種排除噪聲的方法,但在某些情況下還會使聲發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用受到限制。二、聲發(fā)射檢測儀器發(fā)射儀器可分為兩種基本類型,即單通道聲發(fā)射檢測儀和多通道聲發(fā)射源定位和分析系統(tǒng)。單通道聲發(fā)射檢測儀一般由換能器、前置放大器、衰減器、主放大器門檻電路、聲發(fā)射率計數(shù)器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成。多通道的聲發(fā)射檢測系統(tǒng)則是在單通道的基礎(chǔ)上增加了數(shù)字測定系統(tǒng)以及計算機(jī)數(shù)據(jù)處理和外圍顯示系統(tǒng)。(1)換能器聲發(fā)射裝置使用的換能器與超聲波檢測的換能器相似,也是由殼體、保護(hù)膜、壓電元件、阻尼塊、連接導(dǎo)線及高頻插座組成。壓電元件通常使用鋯鈦酸鉛、鈦酸鋇和鈮酸鋰等。但一般靈聲波分析敏度比超聲波換能器的靈敏度要高。裂紋形成和擴(kuò)展發(fā)出的聲發(fā)射信號由換能器將彈性波變成電信號輸入前置放大器。(2)前置放大器聲發(fā)射信號經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換成電信號,其輸出可低至十幾微伏,這樣微弱的信號若經(jīng)過長的電纜輸送,可能無法分辨出信號和噪聲。設(shè)置低噪前置放大器,其目的是為了增大信噪比,增加微弱信號的抗干擾能力,前置放大器的增益為40~60dB。(3)濾波器聲發(fā)射信號是寬頻譜的信號,頻率范圍可從幾赫茲到幾兆赫茲,為了消除噪聲,選擇需要的頻率范圍來檢測聲發(fā)射信號,目前一般選樣的頻率范圍為扔kHz~2MHzo(4)主放大器和閥值整形器信號經(jīng)前述處理之后,再經(jīng)過主放大器放大,整個系統(tǒng)的增益可達(dá)到80~100dB。為了剔除背景噪聲,設(shè)置適當(dāng)?shù)拈y值電壓,低于閩值電壓的噪聲被割除,高于閥值電壓的信號則經(jīng)數(shù)據(jù)處理,形成脈沖信號,包括振鈴脈沖和事件脈沖。(5)信號計數(shù)聲發(fā)射信號的計數(shù)包括事件計數(shù)和振鈴計數(shù)。一個突發(fā)信號波形進(jìn)行包絡(luò)檢波后,信號電平超過了設(shè)定的閥值電壓后形成一個矩形脈沖,一個矩形脈沖叫做一個事件,這些事件脈沖數(shù)就是事件計數(shù)。單位時間的事件計數(shù)稱為事件計數(shù)率,其計數(shù)的累積就稱為事件總數(shù)。當(dāng)振鈴波形超過這個閥值電壓時,超過的部分就形成矩形脈沖,對這些矩形脈沖計數(shù)就是振鈴計數(shù)。單位時間的振鈴計數(shù)稱為聲發(fā)射率,累加起來稱為振鈴總數(shù)。 用簡單的一句話回答你的問題。
金屬材料產(chǎn)生裂紋、管道發(fā)生泄漏等過程中都會發(fā)出聲音。但是這個聲音我們耳朵是聽不見的,只有通過儀器才能觀察到。通過儀器觀察裂紋產(chǎn)生的過程,分析聲波,發(fā)現(xiàn)裂紋的位置,裂紋的大小,裂紋繼續(xù)擴(kuò)大的趨勢等。這就是聲發(fā)射檢測技術(shù)。具體的網(wǎng)站可以百度搜索一下比較知名的做聲發(fā)射的公司,比如長沙鵬翔電子科技有限公司,PAC等。
金屬材料產(chǎn)生裂紋、管道發(fā)生泄漏等過程中都會發(fā)出聲音。但是這個聲音我們耳朵是聽不見的,只有通過儀器才能觀察到。通過儀器觀察裂紋產(chǎn)生的過程,分析聲波,發(fā)現(xiàn)裂紋的位置,裂紋的大小,裂紋繼續(xù)擴(kuò)大的趨勢等。這就是聲發(fā)射檢測技術(shù)。具體的網(wǎng)站可以百度搜索一下比較知名的做聲發(fā)射的公司,比如長沙鵬翔電子科技有限公司,PAC等。
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