聲發(fā)射參數(shù)含義

1、第七章 聲發(fā)射檢測技術(shù),聲發(fā)射,acoustic emission (ae) refers to the generation of transient elastic waves produced by a sudden redistribution of stress in a material. when a structure is subjected to an external stimulus (change in pressure, load, or temperature), localized sources trigger the release of energy, i

2、n the form of stress waves, which propagate to the surface and are recorded by sensors. with the right equipment and setup, motions on the order of picometers (10 -12 m) can be identified. sources of ae vary from natural events like earthquakes and rockbursts to the initiation and growth of cracks,

3、slip and dislocation movements, melting, twinning, and phase transformations in metals. in composites, matrix cracking and fiber breakage and debonding contribute to acoustic emissions. aes have also been measured and recorded in polymers, wood, and concrete, among other materials.,聲發(fā)射,聲發(fā)射,detection

4、 and analysis of ae signals can supply valuable information regarding the origin and importance of a discontinuity in a material. because of the versatility of acoustic emission testing (aet), it has many industrial applications (e.g. assessing structural integrity, detecting flaws, testing for leak

5、s, or monitoring weld quality) and is used extensively as a research tool.,聲發(fā)射,acoustic emission is unlike most other nondestructive testing (ndt) techniques in two regards. the first difference pertains to the origin of the signal. instead of supplying energy to the object under examination, aet si

6、mply listens for the energy released by the object. ae tests are often performed on structures while in operation, as this provides adequate loading for propagating defects and triggering acoustic emissions. .,聲發(fā)射,the second difference is that aet deals with dynamic processes, or changes, in a mater

7、ial. this is particularly meaningful because only active features (e.g. crack growth) are highlighted. the ability to discern between developing and stagnant defects is significant. however, it is possible for flaws to go undetected altogether if the loading is not high enough to cause an acoustic e

8、vent. furthermore, ae testing usually provides an immediate indication relating to the strength or risk of failure of a component. other advantages of aet include fast and complete volumetric inspection using multiple sensors, permanent sensor mounting for process control, and no need to disassemble

9、 and clean a specimen.,聲發(fā)射,unfortunately, ae systems can only qualitatively gauge how much damage is contained in a structure. in order to obtain quantitative results about size, depth, and overall acceptability of a part, other ndt methods (often ultrasonic testing) are necessary. another drawback

10、of ae stems from loud service environments which contribute extraneous noise to the signals. for successful applications, signal discrimination and noise reduction are crucial.,聲發(fā)射,when a useful transient, or burst signal is correctly obtained, parameters like amplitude, counts, measured area under

11、the rectified signal envelope (marse), duration, and rise time can be gathered. each of the ae signal feature shown in the image is described below.,聲發(fā)射,聲發(fā)射(ae)可以定義為物體或材料內(nèi)部迅速釋放能量而產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波的一種物理現(xiàn)象。 聲發(fā)射(ae)檢測的目的在于發(fā)現(xiàn)聲發(fā)射源和得到有關(guān)聲發(fā)射源盡可能多的信息。通過對探測到的聲發(fā)射信號進行處理和分析,可以得到被探測材料和結(jié)構(gòu)內(nèi)聲發(fā)射源的大量信息。 受聲發(fā)射源的自身特性、聲發(fā)射源到換能器的傳播路徑

12、、換能器的特性和聲發(fā)射儀器測量系統(tǒng)等多種因素的影響,聲發(fā)射換能器輸出的聲發(fā)射電信號波形十分復(fù)雜,它與真實的ae源信號相差很大,有時甚至面目全非。,聲發(fā)射參數(shù)含義,聲發(fā)射信號具有很寬的動態(tài)范圍; 聲發(fā)射信號分為突發(fā)型和連續(xù)型發(fā)射。 突發(fā)型聲發(fā)射信號:信號由區(qū)別于背景噪聲的脈沖組成，且在時間上可以分開； 連續(xù)型聲發(fā)射信號:信號的單個脈沖不可分辨;實際上，連續(xù)型聲發(fā)射信號也是由大量小的突發(fā)型信號組成的，只不過太密集而不能分辨而已。 聲發(fā)射信號的分析方法： 以多個簡化的波形特征參數(shù)來表示聲發(fā)射信號的特征,然后對其進行分析和處理; 存儲和記錄聲發(fā)射信號的波形,對波形進行頻譜分析。,參數(shù)聲發(fā)射,參數(shù)聲發(fā)射

13、,參數(shù)聲發(fā)射,參數(shù)聲發(fā)射,計數(shù)法 計數(shù)法是處理聲發(fā)射脈沖信號的一種常用方法。目前應(yīng)用的計數(shù)法有聲發(fā)射事件計數(shù)率與振鈴計數(shù)率及它們的總計數(shù),另外還有一種對振幅加權(quán)的計數(shù)方式,稱加權(quán)振鈴計數(shù)法。聲發(fā)射事件是材料內(nèi)局域變化產(chǎn)生的單個突發(fā)型信號,聲發(fā)射計數(shù)(振鈴計數(shù))是聲發(fā)射信號超過某一設(shè)定門限閾值的次數(shù),信號單位時間超過閾值的次數(shù)為計數(shù)率,聲發(fā)射計數(shù)率依賴于換能器的響應(yīng)頻率、換能器的阻尼特性、結(jié)構(gòu)的阻尼特性和閾值的水平。 計數(shù)法的缺點是易受樣品幾何形狀、換能器特性及連接方式、閾值電壓、放大器和濾波器工作狀況等因素的影響。,參數(shù)聲發(fā)射,能量分析法 聲發(fā)射信號的能量測量是定量測量聲發(fā)射信號的主要方法之一

14、。聲發(fā)射信號的能量正比于聲發(fā)射波形的面積,通常用方均根電壓vrms或均方電壓vms來進行聲發(fā)射信號的能量測量。但目前聲發(fā)射儀器多用數(shù)字化電路,因而也可直接測量聲發(fā)射信號波形的面積。對于突發(fā)型聲發(fā)射信號可以測量每個事件的能量。 聲發(fā)射信號能量的測量可以直接與材料的重要物理參數(shù)(如聲發(fā)射事件的機械能、應(yīng)變率或形變機制等)直接聯(lián)系起來,而不需要建立聲發(fā)射信號的模型。能量測量同樣解決了小幅度連續(xù)型聲發(fā)射信號的測量問題。,參數(shù)聲發(fā)射,幅度分析法 信號峰值幅度和幅度分布是一種可以更多地反映聲發(fā)射源信息的處理方法,信號幅度與材料中產(chǎn)生聲發(fā)射源的強度有直接關(guān)系,幅度分布與材料的形變機制有關(guān)。聲發(fā)射信號幅度的測

15、量同樣受換能器的響應(yīng)頻率、換能器的阻尼特性、結(jié)構(gòu)的阻尼特性和閾值水平等因素的影響。通過應(yīng)用對數(shù)放大器,既可對聲發(fā)射大信號也可對聲發(fā)射小信號進行精確的峰值幅度測量。,參數(shù)聲發(fā)射,經(jīng)歷圖分析方法 聲發(fā)射信號經(jīng)歷分析方法通過對聲發(fā)射信號參數(shù)隨時間或外變量變化的情況進行分析,從而得到聲發(fā)射源的活動情況和發(fā)展趨勢。經(jīng)歷圖分析方法可用于進行聲發(fā)射源的活動性評價、費利西蒂(felicity)比和凱賽爾(kaiser)效應(yīng)評價、恒載聲發(fā)射評價和起裂點測量。,參數(shù)聲發(fā)射,經(jīng)歷圖分析方法 聲發(fā)射信號經(jīng)歷分析方法通過對聲發(fā)射信號參數(shù)隨時間或外變量變化的情況進行分析,從而得到聲發(fā)射源的活動情況和發(fā)展趨勢。經(jīng)歷圖分析方

16、法可用于進行聲發(fā)射源的活動性評價、費利西蒂(felicity)比和凱賽爾(kaiser)效應(yīng)評價、恒載聲發(fā)射評價和起裂點測量。,參數(shù)聲發(fā)射,分布分析方法 聲發(fā)射信號分布分析方法是將聲發(fā)射信號撞擊計數(shù)或事件計數(shù)按信號參數(shù)值進行統(tǒng)計分布分析。一般采用分布圖進行分析,縱軸選擇撞擊計數(shù)或事件計數(shù),而橫軸可選擇聲發(fā)射信號的任一參數(shù),橫軸選用某一個參數(shù)即為該參數(shù)的分布圖,如幅度分布、能量分布、振鈴計數(shù)分布、持續(xù)時間分布及上升時間分布等,其中幅度分布應(yīng)用最為廣泛。分布分析可用于發(fā)現(xiàn)聲發(fā)射源的特征,從而達到鑒別聲發(fā)射源類型的目的,如金屬材料的裂紋擴展與塑性變形以及復(fù)合材料的纖維斷裂與基材開裂等,該法也常用于評

17、價聲發(fā)射源強度。,參數(shù)聲發(fā)射,參數(shù)聲發(fā)射,關(guān)聯(lián)分析方法 關(guān)聯(lián)分析方法也是聲發(fā)射信號分析中最常用的方法,對任意兩個聲發(fā)射信號的波形特征參數(shù)可作其關(guān)聯(lián)圖進行分析,圖中二維坐標(biāo)軸各表示一個參數(shù),每個顯示點對應(yīng)于一個聲發(fā)射信號撞擊或事件。通過作出不同參量之間的關(guān)聯(lián)圖,可以分析不同ae源的特征,從而起到鑒別ae源的作用。如有些電子干擾信號通常具有很高的幅度,但能量卻很小,通過幅度-能量關(guān)聯(lián)圖即可將其區(qū)分出來;,參數(shù)聲發(fā)射,參數(shù)聲發(fā)射,聲發(fā)射信號參數(shù)分析方法是聲發(fā)射試驗和工程檢測中廣泛使用的經(jīng)典方法,由于其對聲發(fā)射儀的要求較低,分析方式簡單、直觀,分析速度快,實時性好,且便于檢測人員掌握和操作,因此,它目

18、前仍是工程檢測中主要使用的方法,在將來的聲發(fā)射技術(shù)發(fā)展中,仍將起到不可替代的作用。,波形分析,基于波形分析的聲發(fā)射信號處理技術(shù)是指根據(jù)所記錄信號的時域波形(及與此相關(guān)聯(lián)的頻譜和相關(guān)函數(shù)等)來獲取有關(guān)聲發(fā)射源信息的一種方法。 ae信號處理技術(shù)面臨的另外兩大困難是ae信號的微弱性(但又完全可以是寬動態(tài)范圍)和干擾噪聲的多樣性。 波形分析技術(shù) ，如小波分析、現(xiàn)代譜分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析。,聲發(fā)射信號分析方法,聲發(fā)射,detection and analysis of ae signals can supply valuable information regarding the origin and import