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曲面和三维结构的声发射源定位方法

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曲面和三维结构的声发射源定位方法

曲面和三维结构的声发射源定位方法

A B = R P- 2arccos 由式 ( 1) 和( 2 ) 解得弧长为
( 2)
A B = R arccos[ sin B1 sin B2 cos ( A 1- A 2) + cos B1 cos B2 ] ( 3) 当判断出一个声源 ( 设为 P ) 来自球面上的一个 三角形 ( 设为 v A BC ) 内部 , 设声源 P 到达 A 和 B 点的时间差为 $t 1 , 到达 C 与 A 点的时间差为 $ t 2 , 声波在球面上的传播速度为 V , 声源与 A 点的距离 为 L , 则声源位置由下面三个方程决定 PA = L PB = L + V $ t 1 PC = L + V $ t 2 把式 ( 3) 代入 ( 4) 得出计算方程 sin B2 sin Bcos ( A- A 2 ) + cos B 2 cos BL + $t 1 @ V = 0 R sin B1 sin Bcos ( A- A 1 ) + cos B 1 cos Bcos L cos R = 0 sin B3 sin Bcos ( A- A 3 ) + cos B 3 cos BL + $t 2 @ V = 0 R 上述方程为三元非线性方程的超越方程组, 使 cos 用解析法很难求解。如果需要声发射系统实时地计 算出声源位置, 就要选择合适的数值解法。非线性 方程组的数值解法很多, 牛顿迭代法有较快的收敛 速度和很好的稳定性。其基本原理是 x k+ 1 = x k - F c( x k ) - 1 F( x k ) 式中 x
( 4)
( 5)
) ) ) 第 k + 1 次迭代的结果矩阵 x ) ) ) 第 k 次迭代结果的矩阵

声发射源的定位方法

声发射源的定位方法

2. 3声发射源定位方法1.一维(线)定位一维(线)定位就是在一维空间中确定声发射源的位置坐标,亦称直线定位法。

线定位是声源定位中最简单的方法。

一维定位至少采用两个传感器和单时差,是最为简单的时差定位方式,其原理见图2.3。

图2.3 —维定位法Fig.2.3 AE 1-D localization 若声发射波源从Q 到达传感器21S S 和的时间差为t ∆，波速为ν，则可得下式： t 21∆⋅=-νQS QS（2.9）离两个传感器的距离差相等的轨迹为如图所示的一条双曲线。

声发射源就位于此双曲线的某一点上。

线定位仅提供波源的双曲线坐标,故还不属点定位,主要用于细长试样、长管道、线焊缝等一维元的检测。

2.二维(平面)定图2.4 二维(平面)定位法Fig.2.4 AE 2-D localization二维定位至少需要三个传感器和两组时差,但为得到单一解一般需要四个传感器三组时差。

传感器阵列可任意选择,但为运算简便,常釆用简单阵列形式,如三角形、方形、菱形等。

近年来,任意三角形阵列及连续多阵列方式也得到应用。

就原理而言,波源的位置均为两组或三组双曲线的交点所确定。

由四个传感器构成的菱形阵列平面定位原理见图2.4。

若由传感器31S S 和间的时差X t ∆所得双曲线为1，由传感器42S S 和间的时Y t ∆所得双曲线为2，波源Q 离传感器31S S 和,42S S 和的距离分别为Y X L L 和,波速为ν，两组传感器间距分别为a 和b ，那么，波源就位于两条双曲线的交点()Y X Q ,上，其坐标可由下面方程求出： ⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛122b 2122a 22222222222Y Y X X L X L Y L Y L X (2.10)平面定位除了上述菱形定位方式外,常见的还有三角形定位、四边形定位、传感器任意布局定位等。

声发射源的定位方法

声发射源的定位方法

声发射源的定位方法1.声源叠加法：声源叠加法利用多个声源同时发出声音，在接收端通过分析各个声源的声音特征来确定声源的位置。

这种方法适用于声源分布均匀、声音特征能够区分的情况。

对于每一个声源，可以通过测量声音的到达时间和幅度来确定其与接收端的距离。

2.时差测量法：时差测量法利用声音在传播过程中的传播速度来测量声源与接收端的距离。

当声音从声源发出后，经过一段时间才能到达接收端，通过测量声音的传播时间差就可以确定声源的位置。

常用的时差测量方法包括互相关法、波束形成法等。

-互相关法：将接收到的声音信号与参考信号做互相关运算，根据互相关函数的峰值位置和幅度来确定声源的位置。

-波束形成法：利用具有多个接收单元的阵列或麦克风进行声音接收，并根据接收到的信号进行波束形成，通过测量到达时间差来确定声源的位置。

3.幅度比测量法：幅度比测量法利用声音在传播过程中的能量损失来测量声源与接收端的距离。

声音在传播过程中会受到空气衰减、散射等因素的影响，幅度会随距离的增加而减小。

通过测量接收到的声音幅度比来确定声源的位置。

-三点法：利用三个接收器测量到的声音幅度比来确定声源的位置。

通过测量三个接收器之间的幅度比，可以求解出声源的位置。

4.高斯法：高斯法采用统计学方法，通过分析接收到的声音信号的统计特性来确定声源的位置。

该方法需要进行大量的声音信号采集和处理，通过建立声音信号的统计模型来推测声源的位置。

综上所述，声发射源的定位方法包括声源叠加法、时差测量法、幅度比测量法和高斯法等。

这些方法可以单独或者结合使用，根据实际应用场景和传感器条件的不同，选择合适的定位方法来实现声发射源的定位。

线性定位、平面定位和三维定位的操作步骤

线性定位、平面定位和三维定位的操作步骤

3、定时参数设置
PDT的正确设置将确保正确鉴别信号峰值的上升时间 及峰值幅度的检测。HDT 的正确设置将确保结构中的一个 AE 信号反映到系统中的是一个且仅为一个hit。HLT 的正确 设置将避免同一个信号北采集多次。对于各种材料，以上 三个参数的推荐值如下： 单位：微秒 复合材料 金属小试件 高衰减金属构件 低衰减金属构件 水
3、定时参数设置
PDT的正确设置将确保正确鉴别信号峰值的上升时间 及峰值幅度的检测。HDT 的正确设置将确保结构中的一个 AE 信号反映到系统中的是一个且仅为一个hit。HLT 的正确 设置将避免同一个信号北采集多次。对于各种材料，以上 三个参数的推荐值如下： 单位：微秒 复合材料 金属小试件 高衰减金属构件 低衰减金属构件 水
（5）事件定义值:此项选择为两传感器的间距。 （6）事件闭锁值:此项选择为事件定义值的 1.5--2倍即可。 （7）过定义值：此项选择为事件定义值的 1/10即可。 （8）定时策略、撞击/事件最小&最大值、最 大反复这三个选项根据定位类型选择默认值 即可。
6、定位显示
通用页设置完毕后，点击该页面下方的 定位显示，则会弹出如下对话框。
涂抹适量的耦合剂
2、AE通道设置
（1）打开AEwin软件后，在“文件”下拉菜单中新建一个项 目文件，将该项目文件存在某个位置。选择采集设置菜单 中的硬件设置或按F2，通道设置对话框则会弹出，如下图 所示。
（1）首先选择实验过程中所选用的通道，只需 勾选通道前的选择框即可； （2）门槛类型选择固定门槛，浮动门槛多用于 背景噪音复杂的环境中，门槛值一般选择为 35db-45db； （3）内部增益不用选择，前放增益的选择必须 与前置放大器一致，否则会出错，一般选择 40db。若探头是前置一体化的，则只能选择 40db。 （4）模拟滤波器主要是根据传感器来定的，以 下是常用传感器的推荐值：R3a或R6a（20100khz），R15a（100-400khz），Nano 30 （100-400khz）

线性定位、平面定位和三维定位的操作步骤

线性定位、平面定位和三维定位的操作步骤

涂抹适量的耦合剂
断铅实验确定探头耦合质量
2、AE通道设置
（1）打开AEwin软件后，在“文件”下拉菜单 中新建一个项目文件，将该项目文件存在某 个位置。选择采集设置菜单中的硬件设置或 按F2，通道设置对话框则会弹出，如下图所 示。
（1）首先选择实验过程中所选用的通道，只 需单击通道前的选择框即可； （2）门槛类型选择固定门槛，浮动门槛用于 背景噪音复杂的环境中，门槛值一般选择为 35db-45db； （3）内部增益不用选择，前放增益的选择必 须与前置放大器一致，否则会出错，一般选 择40db。若探头是前置一体化的，则只能选 择40db。 （4）模拟滤波器主要是根据传感器类型来确 定的。常用探头推荐滤波器如下： R3a或R6a （20-100khz），R15a（100-400khz），Nano 30（100-400khz）
（3）在定位图设置中需注意，首先要选择定 位组，然后根据定位组选择所对应的传感器 ，并且在输入数据选项中选择事件。
（4）定位图的图形设置中，选择二维散点图Y 轴显示选项为Y位置，范围选-20--620，固定。 X轴显示选项为X位置，范围为-20—620，固 定。
平面定位范例可参考定位设置的附件。
（5）若实验过程需采集波形，必须勾选AE通 道设置框下方的“全局波形允许”。采样率 为这是以每秒为基础的数据采集板采集波形 的速率。采样率为1 MSPS的意思是每微秒一 个采集样本，采样率越高，波形越真实。为 保证采集波形不失真，采样率应高于传感器 中心频率的两倍，一般取5-10倍；预触发是 指信号超过门槛之前的那部分，单位为微秒， 预触发的长度一般小于整个波形长度的四分 之一
6、定位显示
通用页设置完毕后，点击该页面下方的 定位显示，则会弹出如下对话框。

声发射源的定位方法

声发射源的定位方法

2. 3声发射源定位方法1.一维(线)定位一维(线)定位就是在一维空间中确定声发射源的位置坐标,亦称直线定位法。

线定位是声源定位中最简单的方法。

一维定位至少采用两个传感器和单时差,是最为简单的时差定位方式,其原理见图2.3。

图2.3 —维定位法Fig.2.3 AE 1-D localization 若声发射波源从Q 到达传感器21S S 和的时间差为t ∆，波速为ν，则可得下式： t 21∆⋅=-νQS QS（2.9）离两个传感器的距离差相等的轨迹为如图所示的一条双曲线。

声发射源就位于此双曲线的某一点上。

线定位仅提供波源的双曲线坐标,故还不属点定位,主要用于细长试样、长管道、线焊缝等一维元的检测。

2.二维(平面)定图2.4 二维(平面)定位法Fig.2.4 AE 2-D localization二维定位至少需要三个传感器和两组时差,但为得到单一解一般需要四个传感器三组时差。

传感器阵列可任意选择,但为运算简便,常釆用简单阵列形式,如三角形、方形、菱形等。

近年来,任意三角形阵列及连续多阵列方式也得到应用。

就原理而言,波源的位置均为两组或三组双曲线的交点所确定。

由四个传感器构成的菱形阵列平面定位原理见图2.4。

若由传感器31S S 和间的时差X t ∆所得双曲线为1，由传感器42S S 和间的时Y t ∆所得双曲线为2，波源Q 离传感器31S S 和,42S S 和的距离分别为Y X L L 和,波速为ν，两组传感器间距分别为a 和b ，那么，波源就位于两条双曲线的交点()Y X Q ,上，其坐标可由下面方程求出： ⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛122b 2122a 22222222222Y Y X X L X L Y L Y L X (2.10)平面定位除了上述菱形定位方式外,常见的还有三角形定位、四边形定位、传感器任意布局定位等。

声发射检测中利用能量进行定位的新方法

声发射检测中利用能量进行定位的新方法朱祥军【摘要】声发射检测过程中,对缺陷的定位是重要的一个步骤,传统的声发射检测利用时差定位方法,而时差定位里重要的参数是声速.通过推导,得到一种利用声衰减特性和能量参数对声发射源进行定位的新方法,并用声发射仪对普通钢件以铅笔芯折断作为模拟源进行测试,证明这种无需声速测量的新方法可行,且准确性可以得到保证.该方法的提出为声发射定位技术拓展了新方向,对提高声发射检测质量有一定的帮助.%Defect location is very important for acoustic emission (AE) testing.Generally, sound velocity is usually used for the testing of TDOA location.In this work, a new location method was proposed on the basis of attenuation rule for waves propagation and energy for acoustic emission ing the method, experiment tests showed that the defects could be located accurately with the determination of sound velocity unnecessary.The method provides a new technology direction for acoustic emission location, and it can help to improve the quality of acoustic emission testing.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2011(037)001【总页数】3页(P18-20)【关键词】声学;声发射;源定位;线性;平面;能量【作者】朱祥军【作者单位】中石油川庆钻探工程公司安全环保质量检验监督研究院,四川,广汉,618300【正文语种】中文【中图分类】TB51+2;TM930.115声发射检测常用的两种定位方式是区域定位和时差定位[1-3]。

声发射源定位技术5

第24卷第3期 2002年3月
信号处理 专题综述
无损检测 NDT
声发射源定位技术
Vol . 24 No . 3 Mar . 2 0 0 2
沈功田 ,耿荣生1) ,刘时风2) (国家质量监督检验检疫总局 锅炉压力容器检测研究中心 ,北京 100013)
摘 要 :综述声发射源的定位技术 ,详细介绍基于声发射信号时差测量的线定位和面定位技 术 ,并分析影响声发射源定位精度的因素 。
的误差 。处理过程误差可以通过调整探头的数量和 间距 、采用合适的时钟频率以及用三个以上的通道 判断定位源的位置等来进行控制 ,但诸如波的衰减 、 波型转换 、反射 、折射和色散等自然现象引起的误差 是不可控制的 。总之 ,由单一源产生的声发射信号 逐次计算得到的定位源不是一个单一的点 ,而是围 绕真实源部位的一个定位集团 ,这一定位集团的大 小和集中度依赖于定位源在探头阵列中的位置以及 以上提到的所有影响因素 。下面分别对一些主要影 响因素加以介绍 。 3. 1 不唯一解
到这两条双曲线的交点 ,也就可以计算出声发射源
的部位 。
2. 3 四个探头阵列的平面定位计算方法
对任意三角形探头阵列平面声发射源定位 ,求
解式 (8) 和 (9) 有时得到双曲线的两个交点 ,即一个
真实的 A E 源和一个伪 A E 源 ,但如采用图 5 所示
的四个探头构成的菱形阵列进行平面定位 ,则只得
通过直接分析识别声发射信号来确定声发射源的性 质 ,是目前声发射检测中最难解决的问题 ,也是研究 热点 。迄 今 为 止 , 人 们 广 泛 采 用 了 波 形 分 析 技 术[2 ] 、频谱分析技术[3 ]和人工神经网络模式识别技 术等[4 ] ,均取得了初步成功 ,这些技术在后续的文 章中将逐步介绍 。

一种简单的三维空间声源定位方法

一种简单的三维空间声源定位方法
龚惠哲
【期刊名称】《华南理工大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2007(035)B10
【摘要】为了简化使用话筒阵列对空间声源的定位，文中提出了一种简单的三维空间声源定位方法．该方法在直角坐标轴上放置4个麦克风，声源到达麦克风对之间的时间差可以由测量接收信号的互相关函数得到．由到达时间差和一个近似的锥模型可以很容易得到声源相对于3个坐标轴的方位角，从而转换成极坐标系中的方位角和仰角．相比较已有方法：该方法具有简单易行、计算量小的显著优点．【总页数】3页(P70-72)
【作者】龚惠哲
【作者单位】华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室,广东广州510640【正文语种】中文
【中图分类】TU112
【相关文献】
1.一种简单的三维空间声源定位方法 [J], 龚惠哲
2.一种无线传感器网络环境下多机器人协作式声源定位方法 [J], 陈妮;何华光;叶进
3.一种用于分布式阵列的球谐波域声源定位方法 [J], 韩欣宇; 吴鸣; 杨军; 张喆
4.一种基于相位平均的旋转声源高分辨率定位方法 [J], 初宁;黄乾;余亮;宁岳;徐建锋;吴大转
5.一种适用浅海声源的多阵列直接定位方法 [J], 王冠群;张春华;李宇;张扬帆
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曲面和三维结构的声发射源定位方法

曲面和三维结构的声发射源定位方法
金钟山;刘时风;耿荣生;沈功田
【期刊名称】《无损检测》
【年(卷),期】2002(024)005
【摘要】曲面和三维结构的声发射源定位方法主要有时差定位法、区域定位法、相关关系定位法和模式识别定位法.详细介绍曲面和三维结构的时差声发射定位方法.
【总页数】7页(P205-211)
【作者】金钟山;刘时风;耿荣生;沈功田
【作者单位】清华大学机械系,北京,100084;清华大学机械系,北京,100084;北京航空工程技术研究中心,北京,100076;国家质量监督检验检疫总局锅检中心,北
京,100013
【正文语种】中文
【中图分类】TG115.28
【相关文献】
1.曲面层状介质考虑折射效应的声发射源定位 [J], 周子龙; 周静; 蔡鑫; 芮艺超; 陈连军; 王海泉
2.曲面层状介质考虑折射效应的声发射源定位 [J], 周子龙; 周静; 蔡鑫; 芮艺超; 陈连军; 王海泉
3.基于时差收敛算法的声发射源定位方法 [J], 张延兵; 宋高峰; 朱峰
4.三维声发射源定位实验简易实现方法 [J], 崔志文;尹莘新
5.堆石坝面板声发射源组合定位方法 [J], 姚可夫;苏怀智;杨立夫;赵海超
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收稿日期 : 2002 -01 -14 1) 北京航空工程技术研究中心, 北京 100076 100013 2) 国家质量监督检验检疫总局 锅检中心 , 北京
差定位法进行介绍。 区域定位法[ 1] 不是通过求解方程 组来确定声 发射源的坐标 , 而是根据接收到声发射源信号的传 感器个数和相对时差次序来判断声发射源所在的小 区域。区域定位法首先根据传感器以及检测材料的 属性 , 以传感器为圆心划分出半径逐步增大的圆环, 然后逐一在各圆环区域内产生模拟声发射信号, 建 立各区域的边界准则。实际检测时 , 将各个传感器 检测到的信号与边界准则相比较 , 相符合时则认为 该声发射源在该圆环区域内。同样 , 每个传感器都 可以定位出这样的圆环区域, 声发射源的位置就在 这些圆环的重复区域中。区域定位法简洁、 不易误 定位 , 但定位精度低。 信号相关关系定位法 根据同一 声发射源同 一时刻信号的相关特性来进行定位 , 主要用于连续 声发射源信号定位 , 例如泄漏源声发射检测等。 声发射源 位置还可通过 模式识别的算法 来实 现 , 即将不同声发 射源位置认为 是不同模式 , 对 应声发射波形信号为相对应数据 ( 可为一个传感器
k+ 1 k
1
1. 1
曲面结构
原理和讨论 在大型曲面结构中, 对于声发射的研究主要是
声发射源的定位问题 , 如何提高声源的定位精度, 最 大限度地减少漏定位和伪定位 , 是声发射检测与评 定的主要目的。使用时差定位法是根据声源信号到 达同一阵列内不同传感器时所形成的一组时差 , 经 过几何关系的计算确定声源位置。该方法定出的声 源为一确定点, 可靠性高 , 大多数试验和声发射仪器 都用这种方法来确定声发射源位置。 在一般的声发射定位过程中 , 通常涉及到线定 位和平面定位, 这些定位算法相对简单 , 在大型曲面 结构中 , 由于结构特点 , 需要进行比较复杂的计算 , 下面以大型球罐表面声发射定位为例来对其主要算 法进行说明。 大型压力球罐 是实际检测过 程经常遇到的构 件, 我们采用 球面三 角网 络算 法[ 4] 来 定位 声发射 源。如图 1 所示, 设 球罐的球心为 O, 球罐半径为 R , 球罐表面上取任意两点 A , B , 我们采用球面坐 标分别表示为 A ( A1 , B1 ) , B ( A = 0b~ 2, B 2 ) , 其中 A 360b, B= 0b~ 180b; 那么球面上 A B 两点对应的最
A B = R P- 2arccos 由式 ( 1) 和( 2 ) 解得弧长为
( 2)
A B = R arccos[ sin B1 sin B2 cos ( A 1- A 2) + cos B1 cos B2 ] ( 3) 当判断出一个声源 ( 设为 P ) 来自球面上的一个 三角形 ( 设为 v A BC ) 内部 , 设声源 P 到达 A 和 B 点的时间差为 $t 1 , 到达 C 与 A 点的时间差为 $ t 2 , 声波在球面上的传播速度为 V , 声源与 A 点的距离 为 L , 则声源位置由下面三个方程决定 PA = L PB = L + V $ t 1 PC = L + V $ t 2 把式 ( 3) 代入 ( 4) 得出计算方程 sin B2 sin Bcos ( A- A 2 ) + cos B 2 cos BL + $t 1 @ V = 0 R sin B1 sin Bcos ( A- A 1 ) + cos B 1 cos Bcos L cos R = 0 sin B3 sin Bcos ( A- A 3 ) + cos B 3 cos BL + $t 2 @ V = 0 R 上述方程为三元非线性方程的超越方程组, 使 cos 用解析法很难求解。如果需要声发射系统实时地计 算出声源位置, 就要选择合适的数值解法。非线性 方程组的数值解法很多, 牛顿迭代法有较快的收敛 速度和很好的稳定性。其基本原理是 x k+ 1 = x k - F c( x k ) - 1 F( x k ) 式中 x
声发射源定位方法按测试对象或测试定位要求 主要可分为线定位、 面定位和三维定位。其中面定 位又可分为平面定位和二维定位。按实现定位的方 法原理, 声发射源定位又可分为时差定位法、 区域定 位法、 相关关系定位法和模式识别定位法。 时差定 位法[ 1] 根据同一声发射源所发出的声 发射信号到达不同传感器的时间上的差异以及传感 器布置的空间位置, 通过它们的几何关系列出方程 并进行求解 , 可得到声发射源的精确位置。时差定 位法通常假定材料声传播各向同性 , 声速为常数, 是 目前线性、 平面应用最 普遍的声发射 源定位方法。 时差定位法在复杂结构、 各向异性材料以及声速不 为单一常数情况时误差较大, 应用有困难。另外, 曲 面时差定位法和三维声发射源时差定位法由于相对 于线性平面时差定位法计算较复杂, 目前实际应用 较少。在此, 将对曲面时差定位法和三维声发射源时
在 v A BC 内选定源位置计数初始值, 代入上述 方程中可得到源位置。通过以上算法, 在球罐表面 均匀布置传感器 , 就可得到球罐表面不同位置声发 射源的位置。同样, 在不同的曲面结构上, 可用相同 的计算方法和迭代方法来确定声发射源的位置。 由于上述算法较复杂 , 在实际工程中, 可把球面 近似扩展成平面简化计算。假设放置三个传感器组 成任意三角形( 图 2) , 传感器分别放在 S 0 ( x 0 , y 0 ) , S 1 ( x 1 , y 1 ) 及 S 2 ( x 2 , y 2 ) 点上, 在 P ( x , y ) 上有一声 发射源距 S 0 点的距离为 R , 则声源距 S 1 , S 2 与距 S 0 的距离差 $S 1 和 $S 2 为 $S 1 = PS 1 - PS 0 = $T 1 # V $S 2 = PS 2 - PS 0 = $T 2 # V 式中 V ) ) ) 声信号在介质中的传播速度 $ T 1 ) ) ) 信号到达传感器 S 1 , S 0 的时间差 $ T 2 ) ) ) 信号到达传感器 S 2 , S 0 的时间差
图1 球面弧长示意图
问题 , 可以采用高斯消去法等多种方法求解。方程 ( 5) 满足牛顿迭代法条件 , 它的导数矩阵为
# 206 #
金钟山等 : 曲面和三维结构的声发射源定位方法
- sin B1 sin Bsin( A- A1 ) - sin B2 sin Bsin( A- A2 ) - sin B3 sin Bsin( A- A3 )
第2 4 卷 第 5 期 2 00 2 年 5 月
无损检测 NDT
Vol. 24 N o . 5 M ay 200 2
信号处理 专题综述
曲面和三维结构的声发射源定位方法
金钟山 , 刘时风, 耿荣生 , 沈功田 ( 清华大学 机械系 , 北京 100084)
1) 2)
摘 要 : 曲面和三维结构的声发射源定位方法主要有时差定位法、 区域定位法、 相关关系定位 法和模式识别定位法 。详细介绍曲面和三维结构的时差声发射定位方法。 关键词 : 声发射检验 ; 曲面 ; 三维结构 ; 定位技术; 信号处理
L + $t 1 @ V 1 sin B1 cos Bcos( A- A 1 ) - cos B 1sin B R sin R 1 L sin R R L + $t 1 @ V 1 sin B3 cos Bcos( A- A 3 ) - cos B 3sin B R sin R sin B2 cos Bcos( A- A 2 ) - cos B 2sin B 况。图 3 中锐角三角形模拟传感器顶点坐标分别为 S 1 ( 10, 100) , S 2 ( 40, 40) , S 3 ( 70, 100 ) , 钝角三角形 模拟传感器顶点坐标为 S 1 ( 10, 40) , S 2 ( 40, 100 ) , S 3 ( 70, 100) 。 图中白色表 示此处为无源定位 , 颜色 较浅处表示有一源定位, 而颜色较深的说明此处至 少有两次 源定位 ( 我们定 义该区 域为二 次定位 区 域) 。采用解析法直接计算声发射源位置。
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[ 3] [ 2]
金钟山等 : 曲面和三维结构的声发射源定位方法
或多个传感器) , 应用模式识别的方法建立数据与模 式( 声发射源定位) 的对应映射关系。模式识别定位 法特别适用于材料各向异性、 结构复杂的情况。 模式识别定位法通过对结构中已知的声发射信 号从声源到传感器的传播规律进行统计, 建立一个 经验模型。这个模型的结构类似于径向基函数神经 网络。建立模型包括两个步骤 , 首先, 任意布置传感 器的位置 , 把待检测的结构划分为很多小区域 , 采用 已知的声发射源信号在各区域对传感器进行标定 , 在模型中记录传感器中的信息。然后, 在检测的过 程中 , 模型把检测到的信号与/ 记忆0 中的信息 ( 合成 的位移 - 时间信息 ) 按预先规定的标准比较 , 可以确 定声发射源的位置信息。
JIN Zhong - shan, LIU Shi feng, GENG Rong - sheng1) , SHEN Gong - tian2) ( Department of M echanical Eng ineering, T singhua U niversity, Beijing 100084, China) Abstract: T here are mainly four methods fo r locating acoustic emission sources on curved surface and three - dimension structures including time ar riving, zone, cor relation and pattern r ecognition. T ime arriving method is introduced in detail. Keywords: Acoustic emission testing; Curved sur face; T hr ee dimension structure; Locat ion technique; Signal pr o cessing