耳声发射的原理及应用44页PPT

复合材料的声发射检测
总结词
复合材料的声发射检测是评估复合材料结构完整性和性能的重要手段。
详细描述
复合材料由多种材料组成，其结构复杂，传统的无损检测方法难以有效评估其完整性。声发射技术能够检测复合 材料在受力过程中产生的声波信号，通过分析这些信号可以判断复合材料的损伤程度、界面脱粘等缺陷，为复合 材料的安全使用提供保障。
近年来，随着计算机技术和数字信号处理技术的进步，声发射技术得到了进一步的 发展和完善，提高了其检测精度和可靠性。
声发射技术的应用领域
航空航天
声发射技术用于检测飞机和航 天器的关键部件，如发动机、 机身和机翼等，以确保其安全
可靠。
石油化工
声发射技术用于检测石油和化 工管道、压力容器等设备的裂 纹和缺陷，提高设备的安全性 能。
声发射信号的预处理
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去噪
去除声发射信号中的噪声， 提高信号的信噪比。
滤波
根据需要将信号中的特定 频率成分进行提取或滤除。
放大
将微弱的声发射信号进行 放大，以便后续处理和分 析。
声发射信号的特征提取
时域特征
提取信号的幅度、持续时 间、上升时间等时域参数。
频域特征
对信号进行频谱分析，提 取频率、带宽等频域参数。
等，这些成果为声发射技术的应用提供 了重要的技术支持。
声发射技术的发展趋势与未来展望
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随着科技的不断发展， 声发射技术也在不断进 步和完善。未来，声发 射技术将朝着高精度、 高可靠性和智能化的方 向发展。
在高精度方面，通过改 进信号处理技术和算法， 提高声发射检测的分辨 率和准确性，实现对微 小缺陷和损伤的准确检 测。

耳声发射研究历史II
耳声发射产生机制I
• 耳声发射来源于耳蜗，且是听觉神经前 • 外界声刺激通过鼓膜和听骨链振动而诱发 耳蜗基底膜振动，后者以行波的形式从蜗 底向蜗顶传播，基底膜振动使特征频率附 近的外毛细胞发生主动运动，外毛细胞的 主动运动提供的机械力不仅克服了基底膜 运动的粘性阻尼，而且能放大特征频率附 近的基底膜振动幅度，并使基底膜行波在 该处发生尖锐的调谐，耳声发射就产生于 此耳蜗放大器工作过程中。
本单元完
第二单元
耳声发射性质和种类
耳声发射性质： ①与其他听觉诱发反应不同，耳声发 射是声信号而非“诱发电位” ②耳声发射是耳蜗 主动机制的副产物，它本身在耳蜗听觉过程中不起任 何生理作用。
类目 刺激频率耳声发射 （SFOAE） 刺激方式 连续纯音刺激 耳声特点 单频或多频的窄带谱峰 一定潜伏期，频率和刺激 声频率完全相同，故得名 频率与刺激电流相同 自发性耳声发射（SOAE） 无刺激
耳声发射研究历史I
• 耳声发射（otoacoustic emissions，OAE）是一种产生于耳蜗，经听骨 链及鼓膜传导释放外耳道的音频能量。 • 1948年Gold从理论上指出耳蜗内可能存在主动性的生理机械性耗能活 动过程，即可能存在着与声-电转换过程相反的电-声反馈转换模式和 过程。鬼才，天文学家。 • 1960年Bekesy通过实验指出了由于耳蜗基底膜振动导致的行波学说： 即由于耳蜗基底膜振动产生行波——“被动耳蜗”反应。忽视Gold。 获诺奖。 • 1971年Rhode报道了基底膜运动的非线性特点，从理论上指出了耳蜗 可能存在着主动性的活动的观点。Rhode实验中使用的声刺激强度应 当不会引起一个被动系统产生非线性反应，因此Rhode观察到的现象 意味着在此活动中存在着其他反应机制。 • 1978年Kemp报道了耳声发射现象。Kemp设计了一个耳机/传声器（麦 克风）组合探头，将其插入人的外耳道，通过耳机发出的瞬态声刺激 信号（click）同时用高灵敏度传声器记录外耳道内的声信号。他发现 短声刺激后，在外耳道内可以记录到一延迟数毫秒出现、持续十余毫 秒以上的“回声”。在排除了其他可能性后，Kemp认为这一声信号 来自耳蜗，是由耳蜗内耗能的主动活动产生，将其称为“耳声发射”。

蜗后病变大部分引不出OAE，若听力下 降但OAE正常，可提示蜗后病变，证明耳 蜗正常。
测试注意事项
测试环境：隔声室 环境噪声控制在35dB A 病人状态良好，保持安静，尽量避免吞咽， 粗重喘气 幼儿可在睡觉中测试，可使用镇静剂 测试探头应密闭于外耳道之中 避免在有中耳功能疾病时进行测试
作业： 列举耳声发射检查在听力学检查中的临 床应用？
正常人检出率约为100% 反应幅值个体差异性较大，不同作者的报道 结果也存在差异性 由短声诱发的TEOAE,以1~2KHZ频率幅值最 大 听力损失超过40dB HL，记录不到TEOAE
畸变产物耳声发射DPOAE
当耳蜗受到两个具有一定频比关系的初始纯 音刺激时，由于基底膜的非线性调制作用而 产生的一系列畸变信号，经听骨链、耳膜、 在外耳道中记录到的音频能量，称为畸变产 物OAE(DPOAE– 无创伤 – 快速、准确、重复性好 – 反映外毛细胞 –– 对侧噪声刺激可抑制OAE
临床应用
1.新生儿听力筛选 2. 鉴别蜗性、蜗性后病变（听神经病，听 神经瘤） 3.内耳功能检查 4.药物治疗监控 5.耳鸣 6.老年性聋的早期监测
诊断蜗后病变
耳声发射的发现，为耳蜗内主动机制 的存在提供了直接证据
耳声发射的产生机制
耳蜗放大器-耳声发射的发生与外毛细
胞的主动运动有关，是耳蜗主动耗能的 结果 行波的双向性 可反向的从蜗顶传向蜗底能量的逆 行传向镫骨底板、导致听小骨、鼓膜的 振动，最终在外耳道释放，形成耳声发 射
非线性：
当刺激声强度增加到一定强度（约60dB SPL）时，出现非线性饱和
锁相性
耳声发射的相位取决于声刺激信号的相位， 并随声刺激相位的变化而发生固定的相应变 化。
按有无刺激分为: SOAE——自发性耳声发射 (Spontaneous OAE) EOAE——诱发性耳声发射 (Evoked OAE)

SOAE特点
– 正常人约40~50%能记录到 – SOAE的频率可在长时间内保持稳定 – SOAE最易出现在1000至2000Hz 频率范围585~5810Hz
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SOAE特点
– SOAE幅度随时间变化可有较大变化 (-24~4.5 )dB
纤毛长度μm 4.5 5.5 5.5
外毛细胞12000个
长度μm 底圈 28 中圈 44 顶圈 66
纤毛长度μm 4.5 6.0 8.0
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耳声发射分类
按有无刺激分为:
SOAE——自发性耳声发射 (Spontaneous OAE) EOAE——诱发性耳声发射 (Evoked OAE)
虚线--外毛细 胞损伤
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正常基底膜的非线性
可归结为： 1.增益是不固定的，输入 很小时增益大，随着输入 的增大，增益逐渐变小。 2.对不同的频率，增益的 变化是不同的，在基底膜 不同的部位表现也有差异 3.在已死亡的耳蜗，增益 变成相对地稳定（线性）
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OAE发现的意义
改变了人们对耳蜗感受声音机理的认 识，证明了耳蜗内主动机制的存在
为临床听力学检查提供了一个新的检查 手段
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耳蜗生理简述
听觉最基本的功能是对声音进行 频率分析，在听觉研究史上，对频率 分析部位机制逐步深入的反复论证一 直处在核心地位