声发射技术 压力容器 检测
陕西国防工业职业技术学院
析法的应用相对成熟,而从理论上讲,波形分析法能提供更多法信息量。目前,这两种方法在声发射检测技术中都得到了应用于发展。下面简单介绍声发射信号参数分析和波形分析处理法的基本原理。2.2.1 声发射信号参数分析参数分析处理法就是通过对测得的声发射信号进行初步的处理和整理,变换成不同的声发射参数来对声发射源的特征、状态进行分析与处理。常用的声发射参数有振铃计数、脉冲持续时间、阈值电压等,如图1所示。对于声发射信号的单位,目前还没有统一的标准,一般工程中应用最多的是声发射率。单位时间的矩形脉冲数称为声发射率,如图1中为4
。
(2)
,(3)相加,得到下式:
2ρ2=(λ+2μ) 2Δ(6)5t
这里,
Δ是体积的相对变形,即在固体弹性介质
中压缩变形以波动形式传播
,称为弹性介质中的压缩波,其传播速度:
(7)
ρ
在实际构件中声发射波的传播要比在理想介质中的传播复杂得多,声发射信号具有不可预知性、瞬态性、信号多样性和干扰噪声多样性特点。在实际生产中,声发射波在有限厚度介质中的传播方式如
V=
图2所示,声波传播过程中在2反射,,相关的信息,但参数的选取存在较大的主观性和随意性,致使对声发射源的评价也会存在较大的误差。这是限制参数分析法在声发射技术中应用的一个重要因素。
2.2.2 声发射信号波形分析
图2 声发射波的传播示意图
3 声发射检测系统
该检测系统由声发射传感器、前置放大滤波器、
信号处理系统三部分构成,如图3所示。该系统在实施监测时的工作原理如图4所示。在预期产生缺陷的部位放置声发射传感器,AE源产生声发射信号,通过耦合界面传到AE传感器,AE传感器采集包含
声发射信号波形分析处理方法有频谱分析法、模态声发射分析法和时频分析法。声发射信号本质上是一种机械波,因此,对声发射信号的分析是以机械波在固体中的传播理论为基础。对于无限大或半无限大的理想介质,我们可按弹性波的传播规律处理声发射波,根据波动方程式:
2ξ2ρ)=(λ+μ+μ ξ (1)t2X
2ρ)=(λ+μ+μ 2η (2)tY22ρ)=(λ+μ+μ ζ (3)t2Z
式中:Δ=εxx+εyy+εzz
2
图3 检测系统构成示意图
(4)
222
(5) =++
5X25Y25Z2
可以得出固体弹性介质中两种不同类型波的波动方程。首先,由方程式中的式(1)对x求微分,式(2)对Y求微分,式(3)对z求微分,然后将式(1),42
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图4 声发射检测基本原理示意图