声发射检测技术与仪器

声发射检测技术与仪器

声发射源定性问题涉及到AE源信号，包括AE特征量和AE波形的获取，AE波形含有大量的声发射信息，如利用当今先进的计算机、信号处理技术对AE波形进行分析处理，就给较准确的分析AE源性质提高了可能。传统的声发射技术对声源特征和识别没有采用合适的手段去充分研究，也就无法实现对缺陷的定性分析。定量的方法也只是对提取的少量参数进行统计分析。因此，为了更加准确的对检测对象进行定位、定量、定性分析，更加准确的对检测对象进行无损评价，具有大吞吐量获取AE波形数据、灵活布置传感器进行源定位的多通道全波形声发射准实时检测系统应运而生。

数字信号处理（DSP）和计算机技术的迅速发展导致全数字式声发射仪的问世，这给瞬态波形分析的研究创造了条件并使其实际应用成为可能。通过对声发射信号的全部采集，这样就不会丢失有用的信息，而且从整个波形信号的细节可以运用现代信号分析手段进行处理，达到对缺陷定量、定性、定位的目的。

波形分析是指通过分析AE信号的时域波形或频谱特征来获取信息的一种信号处理方法。理论上讲，波形分析应当能给出任何所需的信息，因而也是最精确的方法，并可导致对AE的定量了解。从所记录的AE波形，人们可以很容易地获得信号的频谱和相关函数等特
性，并可同时得到任何感兴趣的参数。可以肯定，对设备材料的检验，波形分析技术可能会对识别声发射源及提高源定位精度有较大作用。

随着数字技术和计算机技术的迅速发展，研制高性能全波采集的声发射仪成为可能。其原理是，声发射信号经高灵敏度传感器接收后，经过全波列数字采集变为数字信号，再进行数字信号处理，最后把信号输入计算机通过软件设计，对检测缺陷进行定位和定量。

2.1 传感器（换能器、探头）
传感器就是用来把声发射产生的弹性波信号接收下来并转换成电信号输出到前置放大器在输出到主放大器然后又采集卡采集后进入计算机。
声发射检测中，要求传感器为宽频带的前置放大器内置式的共振型高灵敏传感器，主响应频率为150KHz；前置放大器增益为40dB，滤波器带通为100～300KHz。

2.2 前置放大器
声发射信号经换能器转换成电信号后，其输出低至十几微伏。这样微弱的信号若经过长电缆输送，可能衰减到无法分辨出信号和噪声。设置前置放大器的目的是为了增大信噪比，增加微弱信号的抗干扰能力。

2.3 主放大器
电信号经前置放大器和电缆长途传播后进入主放大器进一步放大到适合PCI数据采集卡的幅值大小。

2.4 PCI数据采集卡
电信号（模拟信号）经采集卡数字化后，通过采样进入计算机，供分析，计算，转换和存储。

2.5 软件系统
对采集的数据进行分析，计算，波型重组，声发射源定位，缺陷识别等。