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材料在收到外荷载作用时,其内部储存的应变能快速释放产生弹性波,发生声响,称为声发射(Acoustic Emission, 简称AE) ,有时也称为应力波发射。

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基本信息

  • 中文名

    声发射

  • 外文名

    Acoustic Emission

  • 简    称

    AE

  • 又    称

    应力波发射

折叠 编辑本段 概念

折叠 定义

无损检测方法之一。

材料中局部区域应力集中,快速释放能量并产生瞬态弹性波的现声发射声发射象称为声发射(Acoustic Emission,简称AE) ,有时也称为应力波发射。材料在应力作用下的变形与裂纹扩展,是结构失效的重要机制。这种直接与变形和断裂机制有关的源,被称为声发射源。流体泄漏、摩擦、撞击、燃烧等与变形和断裂机制无直接关系的另一类弹性波源,被称为其它或二次声发射源。 利用这种"应力波发射"进行的无损检测,具有其他无损检测方法无法替代的效果。

折叠 物理现象

声发射是一种常见的物理现象,各种材料声发射信号的频率范围很宽,从几Hz的次声频、20 Hz~20K Hz的声频到数MHz的超声频;声发射信号幅度的变化范围也很大,从10m的微观位错运动到1m量级的地震波。如果声发射释放的应变能足够大,就可产生人耳听得见的声音。大多数材料变形和断裂时有声发射发生,但许多材料的声发射信号强度很弱,人耳不能直接听见,需要藉助灵敏的电子仪器才能检测出来。用仪器探测、记录、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射技术,人们将声发射仪器形象地称为材料的听诊器。

折叠 编辑本段 发展介绍

折叠 自然现象

声发射和微震动都是自然界中随时发生的自然现象,尽管无法考证人声发射声发射们何时首次听到声发射,但诸如折断树技、岩石破碎和折断骨头等的断裂过程无疑是人们最早听到的声发射信号。可以十分肯定地推断"锡呜"是人们首次观察到的金属中的声发射现象,因为纯锡在塑性形变期间机械孪晶产生可听得到的声发射,而铜和锡的冶炼可追溯到公元前3700年。

折叠 标志

现代的声发射技术的开始以Kaiser五十年代初在德国所作的研究工作为标志。他观察到铜、锌、铝、铅、锡、黄铜、铸铁和钢等金属和合金在形变过程中都有声发射现象。他最有意义的发现是材料形变声发射的不可逆效应即:"材料被重新加载期间,在应力值达到上次加载最大应力之前不产生声发射信号"。人们称材料的这种不可逆现象为"Kaiser效应"。Kaiser同时提出了连续型和突发型声发射信号的概念。

折叠 历史记录

二十世纪五十年代末,美国人Schofield和Tatro经大量研究发现金属塑性形变的声发射主要由大量位错的运动所引起,而且还得到一个重要的结论,即声发射主要是体积效应而不是表面效应。Tatro进行了导致声发射现象的物理机制方面的研究工作,首次提出声发射可以作为研究工程材料行为疑难问题的工具,并预言声发射在无损检测方面具有独特的潜在优势。

折叠 声发射协会

二十世纪六十年代初,Green等人首先开始了声发射技术在无损检测领域方面的应用,Dunegan首次将声发射技术应用于压力容器方面的研究。在整个六十年代,美国和日本开始广泛地进行声发射的研究工作,人们除开展声发射现象的基础研究外,还将这一技术应用于材料工程和无损检测领域。美国于1967年成立了声发射工作组,日本于1969年成立了声发射协会。

折叠 创造了条件

二十世纪七十年代初,Dunegan等人于开展了现代声发射仪器的研制,他们把实验频率提高到100KHz-1MHz的范围内,这是声发射实验技术的重大进展,现代声发射仪器的研制成功为声发射技术从实验室的材料研究阶段走向在生产现场用于监视大型构件的结构完整性创造了条件。

折叠 相关论文

随着现代声发射仪器的出现,整个七十年代和八十年代初人们从声发射源机制、波的传播到声发射信号分析方面开展了广泛和系统的深入研究工作。在生产现场也得到了广泛的应用,尤其在化工容器、核容器和焊接过程的控制方面取得了成功。Drouillard于1979年统计出版了1979年以前世界上发表的声发射论文目录,据他的统计,到1986年底世界上发表有关声发射的论文总数已超过5000篇。

里斯本大学(Universidade Técnica de Lisboa,Portugal),是葡萄牙最重要的教学和科研中心。其历史可追溯到1290年建立的中世纪里斯本大学。岩石力学、法律、医学等是该校的强项专业,很多岩石力学学科的知名教授同时也是国际岩石力学学会的常务委员。

折叠 主要宗旨

国际岩石力学学会(ISRM)是一个非政府性的国际学术组织,主要宗旨是促进国际岩石力学工作者的合作和学术交流。学会成立于1962年,总部设葡萄牙里斯本。国际岩石力学大会约四年召开一次。第一届大会于1966年在葡萄牙里斯本召开,第二、三届分别于1970年和1974年在南斯拉夫贝尔格莱德和美国丹佛召开。第四届大会在瑞士蒙特诺举行。各届大会间隔期间常召开国际专题讨论会或区域性会议。国际岩石力学学会会员资格有三种:国家团体会员、个人会员和赞助会员。所谓赞助会员主要提供经济资助。现该学会有国家团体会员32个,个人会员4380人,赞助会员130个。

北京声华兴业科技有限公司于2007年自主研发出USB2.0接口的多通道声发射检测仪,并于当年在美国加州第六届世界声发射会议和第十五届美国声发射会议上发布世界上第一台多通道USB2.0接口的声发射检测仪产品。极大的提高了声发射仪器的数据通过率。

PXWAE声发射仪于2006年底出口到葡萄牙里斯本大学,开创了国产声发射仪出口到欧美市场的先河,也标志着长沙鹏翔电子科技有限公司的声发射产品性能质量处于国内领先水平,并达到了国际先进水平。

二十世纪八十年代初,美国PAC公司将现代微处理计算机技术引入声发射检测系统,设计出了体积和重量较小的第二代源定位声发射检测仪器,并开发了一系列多功能高级检测和数据分析软件,通过微处理计算机控制,可以对被检测构件进行实时声发射源定位监测和数据分析显示。由于第二代声发射仪器体积和重量小易携带,从而推动了八十年代声发射技术进行现场检测的广泛应用,另一方面,由于采用286及更高级的微处理机和多功能检测分析软件,仪器采集和处理声发射信号的速度大幅度提高,仪器的信息存储量巨大,从而提高了声发射检测技术的声发射源定位功能和缺陷检测准确率。

进入九十年代,美国PAC公司、美国DW公司、德国Vallen Systeme公司和中国的北京声华兴业科技有限公司先后分别开发生产了计算机化程度更高、体积和重量更小的第三代数字化多通道声发射检测分析系统,这些系统除能进行声发射参数实时测量和声发射源定位外,还可直接进行声发射波形的观察、显示、记录和频谱分析。

折叠 中国发展

中国于二十世纪七十年代初首先开展了金属和复合材料的声发射特性研究,八十年代中期声发射技术在压力容器和金属结构的检测方面得到应用。发射检测仪已在制造、信号处理、金属材料、复合材料、磁声发射、岩石、过程监测、压力容器、飞机等领域开展了广泛的应用。

中国于1978年在中国无损检测学会成立了声发射专业委员会,并于1979年在黄山召开了第一届全国声发射学术会议,已固定每两年召开一次学术会议,已召开了十一届。

折叠 编辑本段 基本原理

声发射检测的原理如图1.1所示,从声发射源发射的弹性波最终传播到达材料的表面,引起可以用声发射传感器探测的表面位移,这些探测器将材料的机械振动转换为电信号,然后再被放大、处理和记录。固体材料中内应力的变化产生声发射信号,在材料加工、处理和使用过程中有很多因素能引起内应力的变化,如位错运动、孪生、裂纹萌生与扩展、断裂、无扩散型相变、磁畴壁运动、热胀冷缩、外加负荷的变化等等。人们根据观察到的声发射信号进行分析与推断以了解材料产生声发射的机制。

图1.1 声发射检测原理方框图

声发射检测的主要目的是:①确定声发射源的部位;②分析声发射源的性质;③确定声发射发生的时间或载荷;④评定声发射源的严重性。一般而言,对超标声发射源,要用其它无损检测方法进行局部复检,以精确确定缺陷的性质与大小。

折叠 主要目标

声发射检测的主要目标:

1、确定声发射源的部位

2、鉴别声发射源的类型

3、确定声发射发生的时间或载荷

4、评定声发射源的严重性

一般而言,对超标声发射源,要用其他无损检测方法进行局部复检,以精确确定缺陷的性质与大小。

折叠 编辑本段 技术特点

折叠 声发射被动态检验方法

声发射检测方法在许多方面不同于其它常规无损检测方法,其优点主要表现为:

(1) 声发射是一种被动的动态检验方法,声发射探测到的能量来自被测试物体本身,而不是象超声或射线探伤方法一样由无损检测仪器提供;

折叠 对线性缺陷较为敏感

(2) 声发射检测方法对线性缺陷较为敏感,它能探测到在外加结构应力下这些缺陷的活动情况,稳定的缺陷不产生声发射信号;

(3) 在一次试验过程中,声发射检验能够整体探测和评价整个结构中缺陷的状态;

(4) 可提供缺陷随载荷、时间、温度等外变量而变化的实时或连续信息,因而适用于工业过程在线监控及早期或临近破坏预报;

折叠 接近要求不高

(5) 由于对被检件的接近要求不高,而适于其它方法难于或不能接近环境下的检测,如高低温、核辐射、易燃、易爆及极毒等环境;

折叠 在役压力容器定期检验

(6) 对于在役压力容器的定期检验,声发射检验方法可以缩短检验的停产时间或者不需要停产;

(7) 对于压力容器的耐压试验,声发射检验方法可以预防由未知不连续缺陷引起系统的灾难性失效和限定系统的最高工作压力;

(8) 由于对构件的几何形状不敏感,而适于检测其它方法受到限制的形状复杂的构件。

由于声发射检测是一种动态检测方法,而且探测的是机械波,因此具有如下的特点:

(1) 声发射特性对材料甚为敏感,又易受到机电噪声的干扰,因而,对数据的正确解释要有更为丰富的数据库和现场检测经验;

(2) 声发射检测,一般需要适当的加载程序。多数情况下,可利用现成的加载条件,但有时,还需要特作准备;

(3) 声发射检测只能给出声发射源的部位、活性和强度,不能给出声发射源内缺陷的性质和大小,仍需依赖于其它无损检测方法进行复验。

表1 声发射检测方法和其它常规无损检测方法的特点对比

声发射检测方法

其它常规无损检测方法

缺陷的增长/活动

缺陷的存在

与作用应力有关

与缺陷的形状有关

对材料的敏感性较高

对材料的敏感性较差

对几何形状的敏感性较差

对几何形状的敏感性较高

需要进入被检对象的要求较少

需要进入被检对象的要求较多

进行整体监测

进行局部扫描

主要问题:噪声、解释

主要问题:接近、几何形状

折叠 编辑本段 应用领域

人们已将声发射技术广泛应用于许多领域,主要包括以下方面:

折叠 石油化工工业

低温容器、球形容器、柱型容器、高温反应器、塔器、换热器和管线的检测和结构完整性评价,常压贮罐的底部泄漏检测,阀门的泄漏检测,埋地管道的泄漏检测,腐蚀状态的实事探测,海洋平台的结构完整性监测和海岸管道内部存在砂子的探测。

折叠 电力工业

变压器局部放电的检测,蒸汽管道的检测和连续监测,阀门蒸汽损失的定量测试,高压容器和汽包的检测,蒸汽管线的连续泄漏监测,锅炉泄漏的监测,汽轮机叶片的检测,汽轮机轴承运行状况的监测。

折叠 材料试验

复合材料、增强塑料、陶瓷材料和金属材料等的性能测试,材料的断裂试验,金属和合金材料的疲劳试验及腐蚀监测,高强钢的氢脆监测,材料的摩擦测试,铁磁性材料的磁声发射测试等。

折叠 民用工程

楼房、桥梁、起重机、隧道、大坝的检测,水泥结构裂纹开裂和扩展的连续监视等。

折叠 航天和航空工业

航空器的时效试验,航空器新型材料的进货检验,完整结构或航空器的疲声发射声发射劳试验,机翼蒙皮下的腐蚀探测,飞机起落架的原位监测,发动机叶片和直升机叶片的检测,航空器的在线连续监测,飞机壳体的断裂探测,航空器的验证性试验,直升机齿轮箱变速的过程监测,航天飞机燃料箱和爆炸螺栓的检测,航天火箭发射架结构的验证性试验。

折叠 金属加工

工具磨损和断裂的探测,打磨轮或整形装置与工件接触的探测,修理整形的验证,金属加工过程的质量控制,焊接过程监测,振动探测,锻压测试,加工过程的碰撞探测和预防。

折叠 交通运输业

长管拖车、公路和铁路槽车的检测和缺陷定位,铁路材料和结构的裂纹探测,桥梁和隧道的结构完整性检测,卡车和火车滚珠轴承和轴颈轴承的状态监测,火车车轮和轴承的断裂探测。

折叠 其他

硬盘的干扰探测,带压瓶的完整性检测,庄稼和树木的干旱应力监测,磨损摩擦监测,岩石探测,地质和地震上的应用,发动机的状态监测,转动机械的在线过程监测,钢轧辊的裂纹探测,汽车轴承强化过程的监测,铸造过程监测,Li/MnO2电池的充放电监测,人骨头的摩擦、受力和破坏特性试验,骨关节状况的监测。

折叠 人员和仪器现状

据估计,中国约有60多个科研院所、大专院校和专业检验单位在各个部门和领域从事声发射技术的研究、检测应用、仪器开发、制造和销售工作,从业人员200多人。在人员培训方面,已有5人以上以声发射检测技术的有关研究内容为论文题目获得博士学位,有50多人获得硕士学位。在检测人员资格认可方面,航天工业无损检测人员资格考试委员会自九十年代末至今已培训II声发射声发射级检验人员30多人,国家质量监督检验检疫总局锅炉、压力容器、压力管道和特种设备无损检测人员资格考试委员会于2002年已培训II级检验人员80多人。

在仪器制造和销售方面,国内主要有长沙鹏翔科技有限公司、北京声华兴业科技有限公司、科海恒生公司和沈阳电子所等,科海恒生公司制造和销售2-32通道CFAE-2001系列的参数式多通道声发射仪器,长沙鹏翔公司制造和销售数字化全波形声发射检测系统(PXWAE),沈阳电子所主要制造和销售2-8通道的多通道声发射仪。另外一些单位针对具体设备的工程检测,基于声发射技术的原理研制出具有单一功能的专用检测仪器,这些仪器主要包括轴承故障检测仪、阀门泄漏检测仪(沈阳电子所)、高压变压器局部放电检测仪(沈阳变压器厂和北京电力科学研究院)、摩擦声发射检测仪(北京航空航天大学)、声发射燃条燃速测试仪(航天总公司44所)、高精度声发射对刀装置(国防科技大学)以及刀具破损监测仪等。

在现有声发射仪器设备的保有量方面,截止到2003年年底有32通道及以上的仪器20多台,8到24通道的仪器40多台,1到4通道的仪器100多台。

全国无损检测学会声发射专业委员会

折叠 编辑本段 仪器相比较

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通用性:仪器主频带宽能够满足所有领域的声发射研究及检验要求。应用范围有:压力容器和管道检验、飞行器和桥梁、地上储罐罐体和罐底检测、金属和增强塑料、复合材料、岩石和陶瓷、电器产品放电定位、疲劳测试等。

全数字 、全波形:该系统能够同时采集参数和波形,也可以只采集声发射参数和声发射波形。通过主机箱前面板上的开关,可以很方便地对这两种采集方式进行转换或叠加。

与计算机任意组合:通过一个PCI通讯卡,可将该系统与市场上的台式计算机工业计算机或带有Docking工业站的笔记本相连接使用。这样使得声发射仪器可以随计算机的升级而随意升级成为现实。

高速声发射数据采集及传输能力:每个声发射通道的采集速度为15000Hits/秒,波形为5000个/秒(10M/秒采样率)传输速度为每秒30000Hits和2.5M波形。

多种组合:AMSY-5可以通过1.5米的电缆与外接任何商用计算、工业计算机(PCI总线为2.2版本)以及带有Docking站或有PCI卡扩充坞的笔记本计算机连接,一台计算机或工作站可以同时控制4个PCI(ASyC)卡,而每个PCI(ASyC)卡可以同时控制4台声发射仪器并进行工作。将8台声发射仪器串联起来(36个通道)可以组成一个254通道的大型声发射仪器。

系统可以任意扩充。从1-37个通道可以任意扩充(即可以一个通道一个通道增加)还能够与21通道的扩展箱相连接,成为一个57通道声发射仪器。

折叠 极强的抗干扰能力

每一个通道有一个独立的电路板,并且有很好的金属屏蔽,因此,能够非常有效地避免电磁干扰和大地环流,尤其是能够有效地避免相临通道之间的互扰,从而使电磁噪音降低到15dB。

可靠性高:德国VALLEN公司有9年多研制和生产这种声发射数据采集板的经验,生产的通道总数已经超过2000个,因此,其性能已经非常稳定和可靠。

先进的声发射软件:AMSY5声发射软件是在当今流行的Windows平台上开发的软件,无论是在检测过程中还是在事后数据分析都表现出其强大的功能。即适合于现场检验也适合于实验室的研究应用,即有传统的数据参数列表又有现代的波形频谱分析,统计分析、定位计算、堆积统计、信号模式自动识别、小波分析等等功能强大的采集、分析软件应有尽有。无论是进行声发射常规的检验,还是对未知领域进行可靠性研究,AMSY5都是最佳的选择。

折叠 AMSY5声发射采集分析

可以实时显示出各种类型图表。包括定位图,历程图、关系图、分布图、三维图、波形图、频谱图等及数据列表等。用户可以随意选择一个或多个类型的图表在屏幕上显示, 图表类型任意更换、添加、删除。每组图形都可以通过缩放功能使其全屏显示。各个图表能相互关联、相互对应,当用鼠标点击某一个声发射源时,可同时在其他相应的图表中显示该信号的波形图、频谱分析图及其在数据列表中的参数。它是世界上唯一能够将声发射参数、波形、定位源、相关图及加载一一对应起来的软件,为分析声发射数据提供了一个非常方便的工具,使得检测人员和研究人员真正从数据分析的繁重的劳动中解脱出来。

AMSY5在进行监测时,传感器的布置不拘泥于传统的等腰三角形、正方形等规则的图形,其传感器可以根据实际情况任意布置,不受形状的限制。在事后数据分析时, 该软件利用其特有的定位精度修正功能将声发射源位置每两个相临的传感器进行一次计算,使所有计算结果重合在一起,从而避免了由于结构等原因使声速发生变化造成的定位偏差。

AMSY5具备传感器自动检查功能:声发射主机发射1-400V的脉冲,对探头的耦合状况和声速进行评价,可通过软件或前面板的开关执行标定功能。

折叠 AMSY-6声发射采集分析

2010年11月,德国VALLEN公司推出AMSY-6型声发射仪器,是全数字,全波形化声发射仪器,采用高速USB2.0通讯接口,最新的电子元件和核心元器件,如FPGA、CPU、MCU等数字电路。

AMSY-6声发射软件是在当今流行的Windows平台上开发的软件,并紧随Windows操作系统,2011年5月,分析软件可以在WIN7、XP、Vista(32或64位)环境下运行。

折叠 外界参数输入。

声发射采集可加入电压、压力等多种外界参数并利用AMSY-5同时采集,综合分析。

音频监测装置:仪器可在接收到声发射信号时发出声音提示,并可以调整扬声器的音量和灵敏度。

前部面板:通过前部面板的LED指示灯,可直观的得出很多有用的系统信息。如电源开关、直流电状态、阈值、前放是否连接、标定模式、是否可记录等。

仪器具有自动诊断功能,软件能够自动诊断仪器故障、软件配置等,并可自动生成诊断报告。

声发射仪器完全按照欧洲标准EN473进行生产,并获得ATEX安全认证和ISO9001:2000质量体系认证。

一、主机箱:包含数字化声发射采集和分析单元

单相电压:100/240V AC 50/60 Hz;

运行环境:温度: +0℃-+40℃; 湿度: 20% - 90%,不结露;

自动标定脉冲高达400 VPP 可手动调节或通过软件调节;

喇叭可提示声发射信号,可选择一个通道或所有通道;

参数计数器PCTD(对于时钟、复位等数字输入),TTL,0-100kHz时钟;

前面板开关:AE参数记录能/不能转换,TR波形记录能/不能转换;

前面板LED显示:AC开、DC开、AE参数无、TR波形无、外接参数无、运行显示、报警显示、信号满显示、长信号显示等。

后面板非常牢靠的接口:电源、保险输入、保险输出、ASyC板进出接口、外接参数及报警输入接口,所有进出线缆防静电达15Kv;

有2、4、8个外接参数输入,16位精度。可输入压力、温度、载荷等任何与产生声发射有关的参数,将这些与声发射参数对应显示和分析,以便找出声发射与外界影响的关系。

扩展箱E20可以和任何通道的AMSY-5主机连接,或者任意两台AMSY-5主机都可以连接,仅仅通过两个电缆。

折叠 机箱几何参数

:

主机箱M37 可以插入37个声发射通道

几何尺寸:宽47cm、高28cm、深50cm

重 量:37个通道全部插满为34kg

主机箱M16 可以插入16个声发射通道

几何尺寸:宽47cm、高15.5cm、深50cm

重 量:16个通道全部插满为19kg

主机箱M6 可以插入6个声发射通道

几何尺寸:宽25.5cm、高15.5cm、深38cm

重 量:6个通道全部插满为10kg

扩展箱E20 使AMSY-5主机箱增加1-20个通道

几何尺寸:47 cm 宽、 15.5 cm 高、 50 cm 深

重 量:20个通道全部插满为 20kg

折叠 声发射仪器选型参考

性能概述

声发射仪器的实质就是计算机控制的数据采集系统,通用数据采集系统的技术指标也适用声发射仪器,即数据采集单元与计算机的通讯方式、数据通过率、最大采样速率、采样精度等。

最大采样率

举例说明:

ΔA=1-cos(2πt/T )→ΔA=1-cos(πf/s)

ΔA为测量幅度误差;T=1/f(T被测信号的周期,f为被测信号频率);t=T/2n(t为波形峰值偏离实际信号峰值的最大偏离时间),n=s/f(s为最大采样率),那么t=1/2s

以声发射检测的上限频率400KHz为例,按上述(1)计算得到不同采样速度对应的信号幅度测量误差.上图第一个周期为10倍频率即4M采样率下重构波形(蓝色),右侧周期为2M采样率下的重构波形(红色),可以很明显看出理论最大误差的区别。400KHz正弦信号对应各种采样率的幅度误差计算结果如下表,采样率3M时误差为0.7854dB,5M时0.2772dB,10M时0.06876dB等:

表2:不同采样速度对应的信号幅度测量误差(400KHz)

幅度误差(dB)A(dB)=20lgΔA

幅度误差(电压值)(100为标准幅度值)ΔA=cos(π×f/s)

信号频率

采样速度

A(dB)

ΔA

f(kHz)

S(MSPS)

-10.2004

10-3.09017

400

1

-1.84085

10-8.09017

400

2

-1.14688

10-8.76307

400

2.5

-0.7854

10-9.13545

400

3

-0.27726

10-9.68583

400

5

-0.06876

10-9.92115

400

10

-0.01716

10-9.98027

400

20

-0.00762

10-9.99123

400

30

-0.00429

10-9.99507

400

40

如按一般的信号采集电压精度不大于5%的要求(电压值)作为标准来看,从上表可得出采样率大于等于5MSPS即可满足。10MSPS的误差是0.06876dB已小于0.1dB,40MSPS的误差是0.00429dB,对于大多数测量0.1dB误差和0.004dB的误差已经没有实际意义。考虑到采样率高会导致数据大量增加,丢失数据的可能性增加以及更高的采购价格等,对于400KHz信号频率的科研应用选用10MSPS采样率就能充分满足。

实时数字滤波器

有效提取有意义信号在很多应用场合是成功应用的关键。特别是有意义信号淹没或混杂在各种频率幅度的噪声信号中。配合实时FFT功能的实时数字滤波器是有效提取有意义信号的有效工具之一。测试实时数字滤波器的方法可人工产生多种频率的信号,测试对某窄频带信号能否有效提取和抑制。滤波器应可对波形和实时声发射参数同时或单一数据有效,这样既可直观看到滤波器的波形和参数滤波效果,又可在实际数据采集时不采集大数量波形仅对声发射参数有效。

数据通过率

声发射仪器不同于通用数据采集系统在于硬件实时声发射参数提取。这是因为普通计算机与数据采集外设系统的数据通过率不能满足声发射信号大数据量波形数据不丢失传输。例如,最大采样速度为10M,采样精度16位,通道数8,则波形数据量为10M*2*8=160MB/s,远远大于计算机与外设之间的理论数据通过率,USB2.0为60MB/s(480Mbps),PCI为132MB/s,因此会导致大量数据丢失。实际数据通过率更是远小于理论数据通过率,各声发射仪器厂商宣称的为USB2.0为40MB/s,PCI为20MB/s,对上例情况10M 16位 8通道波形数据通过率仅为25%(USB2.0)和12. 5%(PCI)。但很多声发射应用要求不允许任一时间段的信号丢失,例如裂纹开裂瞬间信号丢失就是漏检等。这也是为什么主要声发射仪器厂商都要在数据采集单元对大数据量波形数据进行连续实时信号处理提取转换成为小数据量的声发射参数数据后再传送到计算机,保证任何时间段信号不丢失或少丢失。因此声发射仪器特有(不同于通用数据采集系统)的重要技术指标为实时连续声发射参数通过率和声发射参数分析显示。

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