无损检测法-声发射技术

2015-01-12 14:41 作者:管理员11 来源:未知 浏览: 字号:

摘要:无损检测法-声发射技术 (1)原理 声发射也称应力波发射,是指材料在外载荷或内 2)穿透法穿透法是指利用超声波穿过工件的 能2是否发生巨大变化来进行探伤的。可以用连续波 探伤(图30. 7-44a),也可以用脉冲波探伤(图 30. 7-44b)。当超声波穿过工件后,如果工件

无损检测法-声发射技术
(1)原理
声发射也称应力波发射,是指材料在外载荷或内
    2)穿透法穿透法是指利用超声波穿过工件的
能2是否发生巨大变化来进行探伤的。可以用连续波
探伤(图30. 7-44a),也可以用脉冲波探伤(图
30. 7-44b)。当超声波穿过工件后,如果工件中没有
缺陷,那么超声波的能量损失不大,在显示屏上显示
的透射波的高度和人射波相差不大。假如有缺陷,由
于缺陷的反射和散射,超声波的能量损失就会变大,
因此透射波的能量相对来讲就会减小,甚至不会出现
透射波,在显示屏上透射波的高度和人射波相差较大
或者不会出现透射波,如图30. 7-44b所示。
    3)共振法当超声波人射到工件后,通过连续
调整发射频率,改变超声波波长,使得工件的厚度为
超声波半波长的整数倍。这时,由于人射波和反射波
的相同,因此会产生共振。若用仪器测出共振频率
点,用相邻两个共振频率差,由式(30.7-27)可计
算出工件的厚度。如果工件内部存在缺陷,就会改变
工件的共振频率,甚至会使共振消失,因此可用计算
出来的厚度和工件的真实厚度相比判断工件内部是否
存在缺陷。
理和超声波相似。声发射的检测原理如图30.7-05所
示。发射源产生的声发射在传递到工件表面上时,采
用声发射探头将其拾取并进行放大处理,从而能得到
有关声发射的一些特征参数。根据这些参数就可以推
断工件内部发射源的特征和所处的状态。如果使用多
通道检侧系统;还可以进行发射源的定位。
声法射检测原理
      (2)声发射检测装置
    目前声发射枪测装置一般是按通道数进行划分
的,即分为单通道声发射检测仪和多通道声发射源定
位及分析系统。
    1)单通道声发射检侧仪单通道声发射检侧仪
是声发射检测中最基本的仪器,其结构如图30.7-46
所示。由三个部分组成,即信号接收部分、信号处理
部分和侧童显示部分。各部分的作用如下:
单通道声发射检测仪基本组成
    ①换能器。换能器即声发射检测探头,其作用
是拾取声发射信号。工作原理和超声探头相似,可参
见关于超声探头的叙述。
    ②前置放大器。前置放大器的作用就是对换能
器的输出进行放大,由于前置放大具有低嗓声特性,
因此放大后的信号信噪比大幅提高。
    ③滤波器。滤波器的作用主要是撼掉工作频率
以外的噪声,根据声发射的性质,需选用商通滤波器
或高频带通滤波器。
    ④主放大器。主放大器的作用是进一步放大滤
波后的信号以便于进行信号处理。
    ⑤信号处理器。信号处理器的作用是对主放大
器放大后的信号进行处理,形成声发射信号的特征参
数以便后面进行判断。倍号处理器一般应具备以下几
个功能:
    a通过包络检波形成事件。
    b.通过设置门限,并对高于门限的那部分波形
进行整形,使其变为脉冲方波,从而形成振铃信号。
    C.能进行幅度测量和福度分析。
    ⑥计数器。计数器的作用是对经事件或振铃形
成后产生的脉冲进行计数。有两种方式:
    a.受时基控制,得出单位时间的计数,即计数
率。
    b.不受时基控制.得出总计数。
    结果可用数字显示也可用曲线显示。
    2)多通道声发射检测仪图30.747是多通道
声发射检测仪的组成示意图。多通道声发射仪的通道
数系列有2, 4, 8, 16, 32, 64, 128等。它相当于
多个单通道声发射检测仪的益加.因此具有单通道检
侧仪的功能,但是其更重要的作用是进行发射派定
位。2通道相互关联的声发射检测仪具有线性定位功
能,4通道以上相互关联的声发射仪可进行线性和平
面定位。如果多通道检侧仪的各个通道相互独立,则
不具备定位功能。
多通道声发射检测仪的组成
    (3)声发射的检侧方法
    1)特征参数法
    ①事件计数法。如图30. 7-48a所示是用谐振传
感器测得的声发射信号,为了排除噪声干扰,设定一
阔值,信号低于闻值的部分均被别除。对信号高于翩
值的部分进行包络检波,如图30.7-48b所示,所得
的包络线所包围的一个大信号称为一个声发射事件。
如果把该包络线整理成一个脉冲方波,称为事件脉
冲,如图30.7-48c所示。
射信号低于阂值的部分剔除,而高于阂值的部分,传
感器每振荡一次所输出的一个脉冲称为振铃。整理成
脉冲方波如图30.7-49b所示,称为振铃脉冲。
    所谓振铃计数就是指对信号超过阂值部分所形成
的脉冲计数。振铃计数法也通常用两个特征参数,一
个称为声发射率,即单位时间内的振铃计数;另一个
称为事件振铃数,即一个事件的振铃计数。
事件计数法
    所谓事件计数就是在事件持续的时间内,对于一
个事件脉冲记一次数的方法。事件计数法常用两个特
征参数,一个是事件计数率,即单位时间的事件计
数;另一个是事件总和,即事件计数的累加之和。
    事件计数法主要统计事件出现的数目和频率,通
过这两个参数来表征声发射的活动性大小,一般不很
注重事件的幅度。
    ②振铃计数法。如图30.7-49a所示,对于声发
射信号低于阂值的部分剔除,而高于阂值的部分,传
感器每振荡一次所输出的一个脉冲称为振铃。整理成
脉冲方波如图30.7-49b所示,称为振铃脉冲。
    所谓振铃计数就是指对信号超过阂值部分所形成
的脉冲计数。振铃计数法也通常用两个特征参数,一
个称为声发射率,即单位时间内的振铃计数;另一个
称为事件振铃数,即一个事件的振铃计数。
振铃计数法
    振铃计数法和事件计数法相同,主要通过以上两
个参数来表征声发射的活动性。
    2)幅度与幅度分布法福度指的是声发射信号
的峰值,幅度分布指的是按声发射信号峰值的大小分
别进行事件计数,如图30.7-50所示。
声发射幅度分布
    幅度分布法常用的两个指标是累计事件幅度分布
和微分事件幅度分布。累计事件幅度分布是指统计信
号峰值高于某一阔值的事件数。微分事件幅度分布是
指按各档对事件进行计数,即幅度位于Ui到U+1之
间的声发射数。
    由于不同的声发射原因产生的声发射的幅度分布
形状不同,所以通过幅度分布可以明显地将一般塑性
变形所产生的连续型声发射和裂纹开裂产生的突发型
声发射区别开来。在实际中,幅度分布被认为是能更
多地反映声发射源信息的一种处理方法。
    3)能云分析法因振荡质量点所具有的能童与
质点振荡幅度的平方成比例,所以能童分析就是指将
声发射信号的幅度平方,然后进行包络检波,求出检
波后包络线所围的面积,作为信号所包含能最的度
量。
    能量分析常用的特征参数主要有能里率.即单位
时间的能盆;总能量,即从试验开始到某一特定阶段
的能量;事件能量,即单个事件所包含的能量。能量
分析法主要是用来反映声发射所释放的能量大小。
    (4)声发射源定位
    声发射撅定位就是根据传感器接收到的声发射信
号来侧定物体内产生声发射的缺陷的位置。常用的方
法为方形阵列定位法。
    方形阵列定位法是指用四个传感器排成方形阵的
方式来确定缺陷的位里。
    如图30.7-51所示,P为声源,传感器1、2与传
感器3, 4独立,1, 2布置在:轴上,坐标分别为
(-c,0)和(c,0),3,4布置在7轴上,坐标分
别为(0,。,)和(0,-c')。若测得声发射到达1,
2的时差为ΔT,到达3, 4的时差为ΔT",则发射源
距1, 2传感器和3, 4传感器的距离差分别为

方形阵列定位



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