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声发射原理的应用声发射原理简介声发射原理是指声音在空气或其他介质中传播的过程。
声音是由物体振动产生的机械波，通过振动传递给周围的空气分子或其他介质分子，以波动的形式传播。
声音的传播速度取决于介质的性质，一般在空气中的传播速度为约343米/秒。
声发射原理的应用声发射原理在现实生活中有着广泛的应用，以下是几个常见的应用例子：1. 声波通信声波可以通过空气传播，因此在无线通信方面有着重要的应用。
例如，在海洋中，声波的传播速度要比无线电波的传播速度快得多。
因此，在海洋中，声波常常被用于声纳和水声通信。
声纳是一种利用水中声波传播的技术，可以用于探测水下的物体，如鱼群、潜艇等。
此外，声波还可用于水下通信，如水下电话、水下传输数据等。
2. 声音放大器声发射原理也被广泛应用于音响设备中。
声音放大器是一种将音频信号增强并输出到扬声器的设备，它利用声发射原理中的声波传播过程，将微弱的音频信号放大成可以听到的声音。
一般的音响设备由音频源、音频功放和扬声器组成，其中音频功放起到放大信号的作用。
通过声波传播，音响设备可以使音乐、对话等声音传达到听众的耳朵中。
3. 声波清洗器声波清洗器是利用声发射原理进行清洁的设备。
它通过声波的振荡和压缩，产生局部高压和低压，从而实现对物体表面的清洗。
声波清洗器广泛应用于家庭和工业清洁，如清洗眼镜、餐具、机械零件等。
通过超声波的振动作用，声波清洗器可以有效去除物体表面的污垢和细菌。
4. 声波测距仪声波测距仪是一种利用声波传播延迟时间来测量距离的设备。
它通过发送声波信号，测量声波从发射器发出到接收器接收到的时间差，进而计算出距离。
声波测距仪在工程测量、地质勘探等领域有着重要的应用。
例如，当工程师需要测量一个建筑物或地下隧道的长度时，可以使用声波测距仪来实现非接触测量。
5. 声波成像声发射原理还可以用于声波成像，这在医学领域中有着广泛的应用。
声波成像技术是一种无创性的检查方法，可以用来观察人体内部的结构和器官。
声发射技术原理声发射技术原理是一种利用声波进行通信和定位的技术。
声发射技术可以用于水下通信、地震监测、声呐定位、声纳探测等领域，具有广泛的应用前景。
声发射技术的原理主要包括声波的产生、传播和接收三个方面，下面将对这几个方面进行详细的阐述。
声波的产生是声发射技术的基础。
声波是由物体振动产生的，振动的物体会使周围的介质产生压力变化，从而形成声波。
声发射技术中常用的声源包括压电换能器、磁致伸缩换能器、电动换能器等。
这些声源可以将电能或机械能转化为声能，产生可控的声波信号。
声波的频率、幅度和波形对声发射技术的性能和应用具有重要影响，因此声源的设计和选择是声发射技术中的关键技术之一。
声波的传播是实现声发射技术的基础。
声波是一种机械波，需要介质传播。
在空气中，声波是通过空气分子的运动传播的；在水中，声波是通过水分子的振动传播的。
声波的频率、波长和传播速度由介质的性质决定，不同介质的声波传播特性也会有所不同。
声波的传播在声发射技术中需要考虑介质的声学特性、传播路径和传播损耗等因素，以实现准确的声信号传输和定位。
声波的接收是实现声发射技术应用的关键环节。
声波到达接收器时，会引起接收器内部的物理变化，如振动、压力变化等。
接收器将这些物理变化转化为电信号，经过放大、滤波、数字化等处理后，最终得到声波的相关信息。
声波的接收器和信号处理技术对声发射技术的灵敏度、分辨率和定位精度起着至关重要的作用。
声发射技术的原理涉及到声波的产生、传播和接收三个方面。
在声发射技术的研发和应用过程中，需要充分理解声波的物理特性、声源和接收器的设计原理、声波传播的特性等，以实现声发射技术在通信、定位、探测等方面的应用。
声发射技术的不断发展将会为海洋勘测、水下探测、环境监测、物资运输等领域带来更多的创新和应用可能。
第1章和第2章1．什么是声发射材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式快速释放出应变能的现象。
2．什么是声发射检测技术用仪器检测，分析声发射信号并利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射检测技术。
3．金属材料中的声发射源有哪些金属塑性变形、断裂、相变、磁效应等。
4．声发射检测方法的特点（1）动态无损检测方法（2）几乎不受材料的限制（3）可以长期，连续监测（4）易受噪声干扰（5）对缺陷进行定性分析5．为什么要用其它无损检测方法对声发射源进行评价？常用的无损检测方法有哪些？答：声发射技术只能定性评价活动性声源，不能判断缺陷的尺寸和类型（裂纹、未熔合、未焊透、夹渣）。
因此，应采用其它无损检测方法对声发射源进行评价，常用的无损检测方法有射线、超声、磁粉、渗透、涡流等。
6．什么是弹性变形和塑性变形？材料或构件在外力作用下要改变原来的形状，当外力消除后能完全消失的变形叫做弹性变形，消失不了而残留下来的变形叫做残余变形或塑性变形。
7．凯塞效应，Kaiser effect在固定的灵敏度下，材料或构件所加载荷低于先前所受应力水平之前不出现可探测的声发射的现象。
8．费利西蒂效应（Felicity effect）在固定的灵敏度下，材料或构件所加载荷低于先前所受应力水平的情况下，出现可探测到的声发射的现象。
9．费利西蒂比费利西蒂效应出现时的应力与先前所加最大应力之比。
10．突发型声发射定性描述分立声发射事件产生的分立的声发射信号。
11．连续型声发射定性描述快速声发射事件产生的持续的声发射信号。
12．试举出压力容器管道与构件的破裂模式延性破裂，脆性破裂、疲劳破裂、应力腐蚀破裂、压力冲击破裂、蠕变破裂等。
13．造成声波衰减的主要因素有哪些？扩散衰减散射衰减吸收衰减14．声波在固体介质中的传播速度与哪些因素有关？钢中纵波、横波和表面波的波速有何近似关系？介质的弹性模量、密度、泊松比、波型1.8：1：0.9纵波波速：横波波速：表面波波速15.声发射信号源一定是缺陷源。
声发射检测原理声发射检测是一种无损检测方法，广泛应用于钢结构、物化设备等领域，用于评估材料或结构的完整性和稳定性。
在这篇文章中，我们将介绍声发射检测的原理以及如何应用该方法检测材料或结构的缺陷。
声发射检测原理声发射是指在材料或结构受到外部负荷的作用下，产生局部应力达到材料的应力临界值时，在材料内部或表面产生的声波信号。
这些声波可以通过传感器捕捉到，用于检测材料或结构的完整性和稳定性。
声发射检测最重要的原理是利用声波传播的特性来识别材料或结构中存在的缺陷。
当材料或结构受到外部作用时，缺陷处的应力集中会引起局部弹性形变。
如果这种形变足够大，它将达到材料的临界值并导致裂纹的扩展。
此时，声波会从缺陷处传播到材料的表面并通过传感器捕获到。
这些传感器可以将声波转换为电信号并将其传输到信号处理系统进行分析和识别。
声发射检测应用声发射检测在材料和结构领域的应用非常广泛。
它可以评估材料和结构中缺陷的数量、位置、大小和形态。
以下是一些常见的应用场景：管道监测声发射检测可以用于检测管道系统中的裂纹和漏洞。
在管道上设置传感器，当管道受到外部负荷时，如果存在裂纹或漏洞，声波将通过传感器传播到信号处理器中，由此可以确定管道中的缺陷位置、大小和形态。
钢结构监测声发射检测可以用于验证大型钢结构的完整性和稳定性。
在钢结构上设置传感器，当该结构受到外部负荷时，声波将通过传感器传播到信号处理器中，并可以识别出结构中的缺陷或损伤。
桥梁监测声发射检测可以用于检测桥梁的裂纹和损伤。
在桥梁上设置传感器，当桥梁受到外部负荷时，如果存在裂纹或损伤，声波将通过传感器传播到信号处理器中，从而可以检测出桥梁中的缺陷位置、大小和形态。
航空航天元器件监测声发射检测可以用于检测航空航天元器件中的裂纹和损伤。
在元器件上设置传感器，当元器件受到外部负荷时，声波将通过传感器传播到信号处理器中，并可以识别出元器件中的缺陷或损伤。
小结声发射检测是一种无损检测方法，通过利用声波传播的特性来识别材料或结构中存在的裂纹和损伤等缺陷。
声发射技术
声发射技术原理及其特征
声发射检测系统
声发射技术分析方法
声发射技术在工程中的应用
第1部分
原理特征
声发射技术特点：
¾动态检测方法，探测到的能量来自被测物体本身
¾能探测和评价整个结构中活性缺陷的状态
¾可提供活性缺陷随载荷、时间、温度等外变量而变化的实时或连续信息¾对被检件的接近要求不高，对构件的几何形状不敏感
¾对于在用设备的定期检验，声发射检验方法可以缩短检验的停产时间或者不需要停产
¾声发射具有不可逆效应，即材料只有在当它所受的应力水平超过前期所曾经受过的最高应力水平时，才会再有声发射产生。
第2部分
标定试验要求
试块面积要远大于传感器的面积
试块光洁度较高
传感器对声发射的特征参数采集时间较长
信
微元体受力图
第3部分
分析方法
突发性波形参数有：
H its v s T im e(s e c) &A m p litu d e<A ll C h a n n e ls>
主副鉴别副
主主信号门
输出副噪声
噪声T2噪声
噪声信号门
输出
T1T2噪声噪声信号门
输出
T
S1S2
x
d
(2)
(3)
N1
第4部分
在工程中的应用
混凝土材料受压全过程的声发射图
S6S5 S3S2
定位结果。
2、1声发射检测得基本原理当材料或结构受应力作用时,由于其微观结构得不均匀及缺陷得存在,导致局部产生应力集中,造成不稳定得应力分布。
当这种不稳定状态下得应变能积累到一定程度时,不稳定得高能状态一定要向稳定得低能状态过渡,这种过渡通常就是以塑性变形、相变、裂纹得开裂等形式来完成。
在此过程中,应变能被释放,其中一部分以应力波得形式释放出来,这种以弹性应力波得形式释放应变能得现象叫做声发射,也叫应力波发射。
固体材料产生局部变形时,不仅产生体积变形,而且会产生剪切变形,因此会激起两种波,即纵波(又称压缩波)与横波(剪切波)。
产生这种波得部位叫作声发射源。
这种纵波与横波从声发射源产生后通过材料介质向周围传播,--部分通过介质直接传到安放在固体表面得传感器,形成检测信号,还有一部分传到表面后会产生折射,一部分形成折射波返回到材料内部,另一部分则形成表面波(又称瑞利波),表面波沿着介质得表面传播,并到达传感器,形成检测信号。
通过对这些信号进行探测、记录与分析就能够实现对材料进行损伤评价与研究。
其原理如图所示图2、1 声发射检测原理Fig、2、l AE detecting schematic材料在应力作用下得变形与开裂就是结构失效得重要机制。
这种直接与变形与断裂机制有关得源,通常称为传统意义上得声发射源。
近年来,流体泄漏、摩擦、撞击、燃烧等与变形与断裂机制无直接关系得另一类弹性波源,也归到声发射源范畴,称为其它声发射源或二次声发射源。
2、2声发射信号处理声发射信号就是一种复杂得波形,包含着丰富得声发射源信息,同时在传播得过程中还会发生畸变并引入干扰噪声。
如何选用合适得信号处理方法来分析声发射信号,从而获取正确得声发射源信息,一直就是声发射检测技术发展中得难点。
根据分析对象得不同,可把声发射信号处理与分析方法分为两类:一就是声发射信号波形分析,根据所记录信号得时域波形及与此相关联得频谱、相关函数等来获取声发射信号所含信息得方法,如FFT变换,小波变换等;二就是声发射信号特征参数分析,利用信号分析处理技术,由系统直接提取声发射信号得特征参数,然后对这些参数进行分析与评价得到声发射源得信息。
第1章和第2章1．什么是声发射材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式快速释放出应变能的现象。
2．什么是声发射检测技术用仪器检测，分析声发射信号并利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射检测技术。
3．金属材料中的声发射源有哪些金属塑性变形、断裂、相变、磁效应等。
4．声发射检测方法的特点（1）动态无损检测方法（2）几乎不受材料的限制（3）可以长期，连续监测（4）易受噪声干扰（5）对缺陷进行定性分析5．为什么要用其它无损检测方法对声发射源进行评价？常用的无损检测方法有哪些？答：声发射技术只能定性评价活动性声源，不能判断缺陷的尺寸和类型（裂纹、未熔合、未焊透、夹渣）。
因此，应采用其它无损检测方法对声发射源进行评价，常用的无损检测方法有射线、超声、磁粉、渗透、涡流等。
6．什么是弹性变形和塑性变形？材料或构件在外力作用下要改变原来的形状，当外力消除后能完全消失的变形叫做弹性变形，消失不了而残留下来的变形叫做残余变形或塑性变形。
7．凯塞效应，Kaiser effect在固定的灵敏度下，材料或构件所加载荷低于先前所受应力水平之前不出现可探测的声发射的现象。
8．费利西蒂效应（Felicity effect）在固定的灵敏度下，材料或构件所加载荷低于先前所受应力水平的情况下，出现可探测到的声发射的现象。
9．费利西蒂比费利西蒂效应出现时的应力与先前所加最大应力之比。
10．突发型声发射定性描述分立声发射事件产生的分立的声发射信号。
11．连续型声发射定性描述快速声发射事件产生的持续的声发射信号。
12．试举出压力容器管道与构件的破裂模式延性破裂，脆性破裂、疲劳破裂、应力腐蚀破裂、压力冲击破裂、蠕变破裂等。
13．造成声波衰减的主要因素有哪些？扩散衰减散射衰减吸收衰减14．声波在固体介质中的传播速度与哪些因素有关？钢中纵波、横波和表面波的波速有何近似关系？介质的弹性模量、密度、泊松比、波型1.8：1：0.9纵波波速：横波波速：表面波波速15.声发射信号源一定是缺陷源。
×16．缺陷在受载状态下一定会产生声发射信号。
×17．压力容器水压试验声发射检测过程中，没有发现声发射信号，说明该容器不存在缺陷。
×18．如果声发射信号的幅度低于模拟声源信号幅度，则说明此声发射源不是缺陷源。
×19．加载速度快慢对声发射检测没有影响。
×第3章和第4章声发射接收传感器的主要功能是：1 转变机械波为电信号2 转变电量为声发射信号3 声发射信号滤波4 声发射信号放大主放大器中的输出信号是 1 数字信号 2 模拟信号 3 机械波 4 图像信号定义门槛值的参照基准为1 传感器输出信号2主放大器输出信号3 前放的输出信号4 以上都不是定义信号幅度的参照基准为1 传感器输出信号2 主放大器输出信号3 前放的输出信号4 以上都不是如定义0dB为传感器输出信号1uv，信号幅度为40dB的声发射信号是1前放输出10mv 2 主放大器输出1v 3 传感器输出0.1mv 4 传感器输入信号1mv前置放大器是：1模拟电路2数字电路 3 模数混合电路前置放大器的输入输出信号是：1 模拟信号2 数字信号3 输入模拟信号输出数字信号4 输入数字信号输出模拟信号模拟声发射仪的特征是：1 振铃计数等声发射参数由硬件模拟电路产生2振铃计数等声发射参数由硬件数字电路产生3振铃计数等声发射参数由计算机软件计算产生4上述2和3数字参数声发射仪的特征是：1 振铃计数等声发射参数由硬件模拟电路产生2振铃计数等声发射参数由硬件数字电路产生3振铃计数等声发射参数由计算机软件计算产生4上述2和3全波形声发射仪的特征是：1 振铃计数等声发射参数由硬件模拟电路产生2振铃计数等声发射参数由硬件数字电路产生3振铃计数等声发射参数由计算机软件计算产生4上述2和3滤波器的功能是去除或抑制噪声信号滤波器可设在：1 模拟电路2 数字电路3 软件4 以上全部同轴屏蔽电缆适用于：1 100米以上的模拟信号传输2 100米以下的模拟信号传输3 100米以上数字信号传输4 100米以下数字信号传输光导纤维电缆适用于：1 100米以上的模拟信号传输2 100米以下的模拟信号传输3 100米以上数字信号传输4 100米以下数字信号传输什么是波导及其功能：要点：金属棒、金属管、高温等时差定位的仪器特征：1 多通道2 单通道3 精确信号到达时间测量4 精确信号幅度测量5 1和3计算题：某声发射系统前放放大为40dB，主放大为40dB，门槛设在主放大器输出端，问如测得某信号幅度为60dB（定义0dB为传感器输出信号1uv），前放输出电压为多少伏？主放大器输出为多少伏？如判定该信号为噪声信号希望用门槛设置去除，门槛电压至少应为多少伏？（100毫伏，10伏，10伏）第5章、第6章和第7章1. 正确的系统时间的设置（如HDT）对于有效的数据采集是非常重要的。
（√）2. 排除噪声的最好方法是消除噪声源。
（√）3. 声发射信号的事后分析不可以采用数据过滤进行处理，否则会失掉数据的真实性。
（×）4. 声发射信号的小波分析方法是波形特征参数分析方法的一种。
（×）5. 缺陷尺寸越大，声发射信号幅度越大。
（×）6. 声发射检测的主要目的就是要找出声发射源。
（×）7. 声发射源的活度是指源的事件数随加压过程或时间变化的程度。
（√）8. 声发射源的强度是指源的所有事件的平均幅度。
（×）9. 振铃计数是指声发射信号超过预置阈值的次数。
（×）10. 当声发射源区的声发射事件数随着升压或保压呈连续增加时，则该源具有强活性。
（×）11. 如果声发射源区的声发射事件数随着升压或保压呈间断增加时，则该源具有弱活性。
（×）12. 声发射源的综合等级划分是根据声发射源的活度级别或强度级别综合考滤来确定的。
（×）13. 声发射源的强度是指声发射源所释放的平均弹性能。
（√）14. 声发射源的强度是用声发射信号幅度的大小来表示的。
（×）15. 采用波形记录方法，通过现场使用多通道声发射仪，对大型结构进行检测时可以将整台容器整个检测过程出现的声发射信号全部用波形记录下来并对信号进行实时处理。
（×）16. 声发射源的强度可分为高强度、中强度、弱强度三个级别。
（√）17. 声发射源的活度可分为强活性、活性、弱活性、非活性四个级别。
（√）18. 声发射源的综合等级可划分为六个等级。
（√）19. 声发射源的结果评定，实际上就是对发现的缺陷如何进行处理。
（√）20. 声发射检测所发现的声发射源均应采用常规无损检测方法进行复验。
（×）21. 缺陷尺寸越大，声发射源的综合等级越严重。
（×）22. 缺陷尺寸越小，声发射源的活度越弱。
（×）23. 声发射源的强度越强，则缺陷的实际尺寸越大。
（×）24. 声发射源的评定是根据声发射源的综合等级和其他无损检测方法复验确定的缺陷严重性级别来确定的。
（√）25. 声发射检测记录和数据应至少保存7年。
（√）26. 声发射源的严重性可分为不严重、严重、很严重三个等级。
（√）27. 声发射源综合等级为F级的声发射缺陷源，其严重性应为很严重。
（×）28. 对声发射信号特征参数进行分析的常用经典方法包括参数随时间的变化分析、参数的分布分析、参数间的关联分析和模式识别。
（×）29. 检测过程中背景噪声大于所设定的阈值，如果影响不大可以不做处理。
（×）30. 声发射检测中常见的噪声源是 D 。
A 仪器内部的电噪声B 外部工业干扰C 天电干扰D 以上全部31. 声发射仪产生的自激 A 。
A 属于电噪声B 属于机械噪声C 不属于噪声范畴D 天电干扰引起32. 容器内部的内件移动引起的声发射信号属于 B 。
A 相关声发射信号B 机械噪声信号C A和BD 以上都不对33. 机械噪声的频率范围多数集中于 C 。
A 20Hz以下B 20kHz以下C 100kHz以下D 200kHz以下34. 噪声信号的类型为 C 。
A 突发式B 连续式C A和BD 以上都不对35. 声发射检测时背景噪声的测量应在 A 。
A 加载检测前B 加载检测中C 加在检测后D 可以不测36. 测量背景噪声的时间不少于 A 。
A 5分钟B 10分钟C 15分钟D 20分钟37. 常用的5个声发射信号特征参数有：振铃计数、能量、幅度、上升时间和A 。
A 平均信号电平B 平均频率C 时差D 持续时间38. 对低于20kHz的噪声，可采用 B 进行抑制。
A 门限设置B 频带设置C 时差设置D 以上都可以39. 当采用谱分析的方法时，必须采用 D 采集和记录声发射信号。
A 低频探头B 高频探头C 窄频带探头D 宽频带探头40. A 包括的信息量更大。
A 声发射波形记录B 波形特征参数记录C 实时记录D 都可以41. 由 D 引起的声发射信号是相关的声发射信号。
A 风雨B 氧化皮剥落C 容器内件活动D 材质局部屈服42. 下列 B 属于声发射信号波形分析方法。
A 幅度分布分析B 人工神经网络模式识别分析C 能量与持续时间的关联分析D 以上都是43. 下列 C 属于声发射信号的波形特征参数分析方法。
A 小波分析方法B 现代谱分析方法C 灰色关联分析D 以上都不是44. 声发射源的强度可用 D 参数来表示。
A 计数B 能量C 幅度D 以上都是46. 下列声发射源综合等级为 D 的源必须采用常规无损检测方法进行复验。
A A 级B B 级C C 级D D 级47. 下列声发射源综合等级为 A 的源无须采用常规无损检测方法进行复验。
A A 级B B 级C C 级D D 级49. 声发射检测中常用的噪声排除基本方法有哪些？每种方法的适用范围？答：有5种排噪方法。
幅度鉴别：排除低电平的内部噪声和外部干扰。
频率鉴别：排除频带外的内部噪声和外部干扰。
时间鉴别：排除较缓慢和叫快速的外部干扰。
空间鉴别：排除检测区域以外的外部干扰。
统计鉴别：排除随机分布的外部干扰。
50. 声发射信号的采集和处理分析方法可分为哪两大类？答：以存储和记录声发射信号的波形，对波形进行频谱分析的波形分析方法。
以多个简化的波形特征参数来表示声发射信号的特征，然后对这些波形特征参数进行分析和处理的特征参数分析方法。
51、用图示的方法说明声发射幅度、上升时间、计数、能量和持续时间参数。
答： 持续时间上升时间幅度包络为能量图1a计数问答题：1、请解释PDT、HDT和HLT英文缩写。
答：峰值定义时间、撞击定义时间和撞击闭锁时间。
2. 压力容器声发射检测加载过程中有哪些干扰因素？3. 为什么传感器的标定以及衰减测量要在声发射检测条件相同的状态下进行？答：声发射传感器是复杂的多共振的电、机械振动糸统。
