聲發(fā)射系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用

    聲發(fā)射：

　  當(dāng)材料或結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生變化或承載時，多數(shù)材料或結(jié)構(gòu)會以應(yīng)力波（聲發(fā)射）的形式釋放能量。這通常與裂紋的產(chǎn)生、塑性變形等現(xiàn)象有關(guān)。聲發(fā)射的傳播過程是從聲發(fā)射源開始，通過整個結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳播的。利用電子手段來檢測聲發(fā)射活動的技術(shù)已被廣泛采用。聲發(fā)射檢測技術(shù)不但具有整體性、快速及時性、經(jīng)濟(jì)性等特性，還對缺陷的類型作出危害等級評估。
     
    　  所有結(jié)構(gòu)包括橋梁、建筑、壓力容器、管線、飛機(jī)、艦船、石化設(shè)備等都在不斷地承受載荷和應(yīng)力循環(huán)過程。    

　  在橋梁和建筑物上，交通工具的載荷及環(huán)境（如溫度和風(fēng)力）都對其施加極大的應(yīng)力。在管線和壓力容器上，在對其進(jìn)行加工、變形處理、連接（如焊接）時，材料內(nèi)部也會承受巨大的應(yīng)力。這些應(yīng)力的最終作用結(jié)果是引發(fā)缺陷的擴(kuò)展（如裂紋的擴(kuò)展）或結(jié)構(gòu)疲勞失效。聲發(fā)射有別于其他無損檢測方法的是他可以實(shí)時檢測到缺陷的萌生、擴(kuò)展及斷裂的過程。能及時檢測到缺陷及其位置，這在無損檢測中是至關(guān)重要的。也正因?yàn)槿绱?，可以在結(jié)構(gòu)未產(chǎn)生破壞前就對其進(jìn)行修理或更換，這不僅可以保證結(jié)構(gòu)設(shè)備本身在正確使用，還可以避免由于失效對環(huán)境造成的不良影響對其制定維修方案。

聲發(fā)射過程的定義及描述

在E1316中，這樣定義聲發(fā)射，當(dāng)材料內(nèi)部迅速釋放能量而產(chǎn)生彈性變形時，對該變形進(jìn)行定位、評估定級的無損檢測技術(shù)。這個定義比較抽象、復(fù)雜，通過圖1會較容易的理解這個概念。在圖1中描述了材料在應(yīng)力作用下的裂紋產(chǎn)生、發(fā)展的整個過程。從聲發(fā)射源發(fā)出聲發(fā)射波的傳播是非定向的。用于接受聲波的傳感器要固定在材料基體上，他接受高頻機(jī)械振動波并將其轉(zhuǎn)變成電信號，前置放大器及其他設(shè)備可以放大處理電信號。在產(chǎn)生聲發(fā)射的過程中，載荷起著極其重要的作用，

　　在許多關(guān)于聲發(fā)射的應(yīng)用中，載荷通常由被檢設(shè)備自身來施加，否則，需要用外力來施加載荷。無論用何種方式，所施加的載荷對被檢測設(shè)備是沒有損壞的，即載荷的大小在材料所允許的范圍之內(nèi)。    

　　典型的聲發(fā)射波的頻率范圍是1KHz-2MHz或更高。低頻的的聲發(fā)射信號易受到背景噪音的干擾如摩擦、碰撞或工藝信號等，這些低頻的聲波通常會產(chǎn)生偽聲發(fā)射現(xiàn)象。高頻的信號主要是聲波的衰減，他會限制所檢測的聲發(fā)射信號。在使用聲發(fā)射檢測時要選用適合頻率的傳感器和處理器。所選的頻率范圍在環(huán)境噪音之上，根據(jù)對聲發(fā)射信號的靈敏度在一定范圍內(nèi)選擇。通過選擇合適的傳感器和濾波器可以完成聲發(fā)射檢測的工作。
   
    　　聲發(fā)射過程是短暫的。聲發(fā)射系統(tǒng)通過分析每個HIT波形的各個參數(shù)特征，實(shí)時處理分析脈沖（HIT）。圖2所示為聲發(fā)射系統(tǒng)處理的一個聲發(fā)射HIT波形和一些聲發(fā)射特性參數(shù)。這些聲發(fā)射特征參數(shù)為撞擊時間、上升時間、AE幅度、AE振鈴次數(shù)、持續(xù)時間、頻率范圍，可以分析波形的關(guān)鍵特性來確認(rèn)聲發(fā)射源的性質(zhì)即是噪音引起的還是有真正的破壞源。

    聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用：

　　隨著聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用的不斷廣泛和深入，聲發(fā)射技術(shù)除應(yīng)用在典型的如壓力容器檢測、高壓氣瓶檢測、材料力學(xué)特性研究等方面外，PAC公司及其世界各地子公司近年來推出許多針對不同應(yīng)用需求的專用聲發(fā)射系統(tǒng)，這些系統(tǒng)有的是根據(jù)針對不同應(yīng)用要求開發(fā)的交鑰匙系統(tǒng)；有的是來自于政府部門、大公司等對于特殊問題聲發(fā)射應(yīng)用研究的課題項(xiàng)目，在這些課題項(xiàng)目的研究方法及成功的信號處理手段基礎(chǔ)上形成商品化的專用聲發(fā)射設(shè)備。