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1、声发射检测压力容器焊缝缺陷二O一一年五月学生实验守则1学生必须在规定时间内参加实验，不得迟到、早退。2学生进入实验室后，不准随地吐痰、抽烟和乱抛杂物，保持室内清 洁和安静。3实验前应认真阅读实验指导书，复习有关理论并接受教师提问检 查，一切准备工作就绪后，须经指导教师同意后方可动用仪器设备 进行实验。4实验中，认真执行操作规程，注意人身和设备安全。学生要以科学 的态度进行实验，细心观察实验现象、认真记录各种实验数据，不 得马虎从事，不得抄袭他人实验数据。5如仪器发生故障，应立即报告教师进行处理，不得自行拆修。不得 动用和触摸与本次实验无关的仪器与设备。6凡损坏仪器设备、器皿、工具者，应主动说明
2、原因，书写损坏情况 报告，根据具体情节进行处理。7实验完毕后，将计量器具和被测工件整理好，认真填写实验报告（包 括数据记录、分析与处理，以及绘制必要的图形）。实验一金属压力容器腐蚀缺陷声发射检测一、实验目的1. 熟悉声发射检测仪的使用方法2. 了解金属压力容器声发射检测标准2. 掌握金属压力容器的检测流程3. 通过本实验来评价金属压力容器的完整性二、实验仪器1. PAC公司多通道声发射检测仪一台2. 声发射传感器3. 稳压电源一台4. 声发射信号传输线5. 耦合剂及传感器固定用具三、实验原理在金属压力容器升压过程中，金属压力容器表面和内部缺陷（被腐蚀的地方） 产生的声发射源比较活跃，并产生大量
3、的声发射信号。在被检容器表面布置声发 射传感器，接收来自活跃缺陷部位的声波并转换成电信号，经过声发射仪系统的 鉴别、处理、显示、记录和分析声发射源的位置及声发射特性参数并根据相关标 准评价金属压力容器的完整性。四、实验内容1. 校准。用模拟源校准检测灵敏度。采用0.5mm，硬度为HB的铅笔芯折断信号作为模拟源。铅芯伸出长度约为2.5mm，与容器表面夹角为30左右。其 响应幅度值应取三次以上响应平均值。2. 时间参数的设置。用断铅实验来测定实际的峰值鉴别时间（PDT）、撞击鉴别 时间（HDT）、撞击闭锁时间。3. 门槛值的确定。用逐步提高门槛值的方法来确定实际测量中的门槛值。4. 根据压力容器的
4、形状布置传感器阵列。5. 对压力容器进行加压。根据有关规范确定最高实验压力和加压程序。升压速 度一般不应大于0.5MPa/min。保压时间一般应不小于10 min。6. 数据的采集与记录。五、实验报告要求1. 记录容器名称、类别、公称壁厚、主题材质；2. 记录所有校准数据和仪器测定的声发射信号参数，记录内容至少应包括:a. 传感器的技术条件（型号、灵敏度、频率范围、固定方法、耦合剂）;b. 传感器布置阵列和位置草图；c. 声发射仪器型号和特性；d. 每次校准的时间、步骤和结果；3. 对实验数据分析和处理；六、实验思考题阵列的形状对金属压力容器缺陷检测精度有无影响？圆柱形容器和球形容器传感器阵列
5、布置示意图实验二混凝土板内部的缺陷声发射检测一、实验目的1. 熟悉声发射检测仪的使用方法2. 了解混凝土结构缺陷检测相关标准3. 掌握混凝土结构缺陷检测流程4. 通过实验确定混凝土板内部缺陷位置二、实验仪器1. PAC公司多通道声发射检测仪一台2. 声发射传感器3. 稳压电源一台4. 声发射信号传输线5. 钢刷、卷尺、粉笔、多相插座6. 耦合剂及传感器固定用具三、实验原理混凝土缺陷，系指破坏混凝土结构的连续性和完整性，并在一定程度上降低 混凝土的强度和耐久性的不密实区、孔洞、裂缝或夹杂泥沙、杂物等。当混凝土 板受到压力时这些缺陷会扩展成裂缝甚至断裂。在此过程中会产生大量的声发射 信号，在混凝土
6、板表面布置声发射传感器，接收来自缺陷部位的声波并转换成电 信号，经过声发射仪系统的鉴别、处理、显示、记录和分析声发射源的位置及声 发射特性参数并根据相关标准评价混凝土结构健康状况。四、实验内容1. 校准。用模拟源校准检测灵敏度。采用0.5mm，硬度为HB的铅笔芯折断信号作为模拟源。铅芯伸出长度约为2.5mm，与混凝土板表面夹角为30左右。 其响应幅度值应取三次以上响应平均值。2. 时间参数的设置。用断铅实验来测定实际的峰值鉴别时间（PDT）、撞击鉴别 时间（HDT）、撞击闭锁时间。3. 门槛值的确定。用逐步提高门槛值的方法来确定实际测量中的门槛值。4. 声发射信号在混凝土板中传播速度的测定。5
7、. 根据混凝土板的形状布置传感器阵列。6. 对混凝土板进行加压。利用加载设备依据相关规范对混凝土结构进行加载。7. 数据的采集与记录。五、实验报告要求1. 记录混凝土板的长宽、厚度及各混合物质的比例；2. 记录所有校准数据和仪器测定的声发射信号参数，记录内容至少应包括：a. 传感器的技术条件（型号、灵敏度、频率范围、固定方法、耦合剂）；b. 传感器布置阵列和位置草图；c. 声发射仪器型号和特性；d. 每次校准的时间、步骤和结果；3. 对混凝土板中声发射信号的时频特性进行分析并给出时频图。4. 对实验数据分析和处理；六、实验思考题1. 耦合剂的作用是什么？2. 混凝土结构缺陷定位的精度受哪些因素
8、的影响？混凝土板传感器阵列布置示意图（等腰三角形）附录AEwin软件使用说明书AEwin是32位的Windows软件，可以运行于PAC公司的多种产品上，进 行数据和采集和重放。它可以在Windows98/ME/2000/XP等操作系统下运行。 AEwin软件容易学习、操作及使用，不但具有您所期望的采集、图像及分析等全 面功能，而且增加了许多更新的增强功能以简化数据分析及显示任务。在桌面上 还可以同时运行多个AEwin窗口界面，可以让其中一个进行数据采集和实时显 示，另外一个或几个进行已有数据的重放和分析。一、AEwin设置文件及数据文件在AEwin使用过程中经常遇到的最重要的文件就是设置文件（
9、在AEwin中 称为Layout （计划）文件）和数据文件。在AEwin的工作目录中有这两种文件 的例子。你可以创建、使用或修改这些文件以达到工作目的。设置文件，即“ Layout”文件，其文件扩展名为.LAY，它包含AEwin软件 中关于声发射试验的所有设置信息。一个.LAY文件贮存了硬件设置、图形设置、 采集设置、滤波、报警和定位设置等。一个.LAY文件可由AEwin软件的File （文件）菜单中的“Open File （打开文 件）”项调入。一旦文件调入，则会立即使声发射系统操作按照配置文件中的初 始化设置信息生效。如需要将一个.LAY文件存盘，可通过“File（文件）”菜单中 的“Sa
10、ve Layout”或“Save Layout As”项保存其设置，所有系统中的初始化设置 信息即会存入文件中。一个.LAY文件名可任意设定，只是扩展名必须是.LAY。 有一个特殊的.LAY文件为自动调入文件，其特征是具有特殊的文件名 Layout.LAY。当AEwin软件启动时，如Layout.LAY文件存在，则这个文件会 由硬盘自动调入，若这个文件不存在了，则软 件会以缺省方式自动配置各设置 参数，这个自动3）文件具有加速工作的便利特性。声发射试验数据文件扩展名是.DTA，你可以用标准的Windows命名方法对 数据文件命名，可在Acquire菜单的Start Acquisition对话框
11、中为数据文件命名。配置文件和数据文件可以存储在任何驱动器及指定的子目录中。作为一个良 好的习惯，最好是把.DTA和.LAY文件放在同一个磁盘及子目录下，以确保与实 验相关的文件都在一起。另外，一个好的经验是把同一试验的.LAY和.DTA文件 命名为相同的名字，有助于保持配置文件和数据文件的相关性。二、启动 AEwine标题栏：这是一个典型的WINDOWS标准功能标题栏，在其最左边是PAC的标 识图标，这里可以实现最小化、还原、最大化、移动、改变窗口大小或关闭程序 等功能。在最右边是最小化、还原和最大化及关闭按扭。主菜单栏：主菜单栏提供一行一系列文本命令，包括：File（文件），Acquisit
12、ion Setup （采集设置），Acquire/Replay （采集/重放），Graphing （图形），Tables （工 作台），View （显示），Utilities （扩展功能），Page （页），Window （窗口），Help（帮助）。所有这些功能均有各自的下拉子菜单，其中很多又有各自的图形化对 话框及提示，你可以逐步进行选择设置以达到你的要求。图标工具栏：许多下拉菜单中的项目也可以通过使用下面所示的图标工具栏和 采集控制工具栏实现。图形区：图形区是屏幕中最重要的区域，根据声发射试验状态，声发射信息将 以图形和行列表的方式显示在图形区。图形区可以有多种方式进行设置，其最少 为一幅
13、图，图的最多数量仅受到显示分辨率的限制。更多关于图形的设置、功能 及适用性等在后面图形设置菜单中叙述。屏幕页标签：AEwin能够显示在不同的图形屏幕中，这些屏幕称作屏幕“页” 或图形“页”，由位于图形区下面的与显示屏幕相关联的页标签指示。页标签可 根据图形主题同步命名。统计栏：此区域用于显示试验统计量，用户可由此观察声发射关键参数的指示 值，包括：AE counts累计值，AE Hits总和，Waveforms总和，Energy累计， 试验时间，剩余磁盘空间，参数及其它。这些信息是非常有用的试验动态指示 以及非常有用的试验后的摘要统计。状态栏：状态栏提供关于AEwin及试验状态的有用信息，左侧
14、是一个文本框提 供关于完成功能的状态及帮助信息。靠近中间是状态条，如图8中的单词“Idle （空闲）”显示在其 中。其它状态信息如“Test Paused（试验暂停）”，“Replay （重放）”，“Test Stopped（试验停止）”，“Test Active（试验中）”，“Abort Test （终止试验）”等显示在这些文本区中。三、采集设置1.标准通道设置AE Channel （AE通道）-你可以单击它的选择框以打开某个通道。Threshold （门槛）-Fixed（固定）门槛一般用于当你希望设置为保持无 变化的dB值（在dB列中）。Floating （浮动）门槛一般用于较高且多变的背
15、景噪声的条件下。Gain （dB）-（增益）在这里输入硬件增益，一般不用改。Pre-Amp （dB）（前放）-在这里输入探头前置放大器的前放增益。Analog Filter （模拟滤波）-Lower （下限）及Upper （上限）列的下拉列表框 允许你为每个可用通道选择模拟滤波器的高通及低通滤波，这里所需要做的只是 简单地在下拉列表框中选择你的期望值。Sample Rate （采样率）-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 （Mega Samples Per Second秒M样本）的意思是每微秒一个 采集样本，采样率为2 MSPS （Mega Samples Per Second秒M样本）的意思是 每1/2微秒一个采集样本。为保证采集波形不失真，采样率应高于最高数据频率 的两倍，一般取5-10倍。Pre-Trigger （预触发）此数值告诉软件在触发点之前记录多长时间（以微秒为 单位）。允许的最小pre-trigger （预触发）值是零。允许的最大pre-trigger （预 触发）值是用hit的长度除以采样率（以MHz为单位）而计算出的数值。例如: 如果hit长度为1 k （1 k = 1024）,且sample rate （采样率）是4 MHz，则
