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1、一、声发射原理简介声发射检测原理是通过材料在外界因素作用下产生声发射信号，通过声发 射传感器与被测材料耦合连接，利用传感器中的压电效应将弹性波信号转化为电 压信号，然后通过声发射仪器的放大传输和处理，通过显示系统将声发射参数和 波形进行显示，从而获取材料内部的损伤和缺陷情况。如果需要对损伤进行定位， 则需通过多个通道进行过检测，通过不同传感器测得信号的时间差，建立定位模 型对声发射源进行定位。声发射损伤信号多由裂纹产生和扩展形成，材料裂纹与受载造成的形变有 关，但材料产生裂纹损伤时就会释放弹性波，从而可以被声发射仪器检测到。裂 纹的形成、扩展和断裂过程都伴随着大量的声发射信号产生。二、声发射技
2、术的优缺点声发射技术具有超声检测等一般无损检测方法不具有的优点，主要为以下几 点：八 （1）声发射是一种被动的无损检测技术，不像超声检测那样需要提供外部 的检测仪器信号，其采集到的信号来源于材料本身；（2）适用于实时的损伤检测，可探测到外加应力时材料的损伤变化，如可 以将材料中裂纹扩展的过程通过声发射信号参数进行描述，并且与材料所受载荷 温度和时间等参数协同分析，非常适用于工业设备的实时监测和材料的实时损伤 预警等情况；（3）通过多个声发射传感器的布置，可以对损伤进行定位，相比其他无损 检测技术，更加灵活便携，效率更高；（4）对环境的要求不高，可以在恶劣条件下实时监测，如高温、辐射、有 毒环境
3、等；（5）由于体积小巧，通过耦合剂即可布置在各种形状的被测物上，具有更 高的适用性；虽然声发射技术具有众多优点，但也存在一些局限性：（1）声发射技术对检测对象的材料性质非常敏感，同时受到外界各种因素的 影响，如果检测对象组分较复杂，且所处外加条件较多，检测到的声发射信号就 会与平时有较大差别，此时需要丰富的现场检测经验和信号数据库进行比对；（2）声发射在非金属、复合材料等结构中传播方式不唯一，由多种模式组合 而成，这样就使声发射定位缺陷的难度提升；三、声发射定位方法 时差定位法是材料性质均匀构件中常用的一种定位方法，依靠各传感器接收 信号到达时间差、波速、探头间距等参数及一定的算法来确定损伤源
4、位置56。 此方法基于两个前提假设，一是波从声发射源传递到传感器的过程中波速保持不 变，二是波在传播过程中只沿直线传播。最开始的时差定位法一般用于线性定位， 随着研究的不断深入，该方法也逐渐用于解决二维定位甚至是三维定位。二維的时差定位又称平面定位在实际检测中的运用戦为广泛图2百所示的 为利用两传感器阵列在材料性质均匀的无限平板上迫位声发射源的一个示例口若 假设声发射源产生的应力渡以恒定波速沿直线传播，则根摇取曲线的定义，不难 求得出声发射源 限気丫）位干式（2.2）所示的且以两传感器为楚点的一支双曲线 上。丄竺二竺冬（22）2 MV + DcosO式中” M信号到达时间差值，D为两传感器间距,卩为波速然而，仅得到发射源XsfYs）位于如式（2.2）所示的一条咫曲线上，无法确 疋准确的源位置坐标，iOS 2.7所示通过添加第3个传感器，便可得到三对传感 器组合（1-2,戈-3和1-3），利用另外一对传感器测的时差信息，也可获得一条关 源位曲的攻曲线，因此两条双曲线的交点便污准确声发射源位置泗。ff-ft=constant/XD/I1Source （畑沧）&snsor 2Sensor 1图2.6两传感器半面定位Fig 2.6 Source location using two sensor on ail infinite plane图2.7三传感器的平面垃位旳
