无须测量声速的声发射源定位方法研究

为消除声速测量偏差给声发射系统带来的定位误差，本文提出一种多探头定位方法。从理论上导出了该方法的线定位和平面定位计算公式，并用AE21C型四通道声发射仪在碳钢管道和平板上以铅笔芯折断产生信号为模拟源进行了实验验证，结果表明用这种新的方法具有较高的定位精度，且定位时只要利用原系统的门槛跨越技术测量各探头接收到信号的时差即可，不必测量传声媒质的声速。     

基于AIC信息准则的Delta T声发射源定位方法

疲劳断裂是金属结构中的主要失效形式,而金属结构中的早期疲劳断裂信号通常难以检测。TOA方法是常用的声发射定位源方法,但是声波传播过程中波速变换和路径的复杂性对其结果影响很大。运用Delta T声发射源定位方法,用断铅实验模拟声发射源,用AIC信息准则对到达时间进行优化,通过使用差值求源点坐标和图像处理的方法,求得声发射源坐标。通过在平板上的实验,比较两种源定位方法在不同结构中的定位结果,分析定位误差,结果表明图像处理方法更为优秀。     

基于能量衰减模型的转子碰摩声发射源次梯度投影定位方法

由于旋转机械结构的复杂性,转子碰摩声发射信号在复杂体结构的传播过程中,多模态波传播速度不同且信号畸变严重,传统的时差定位法难以得到准确的碰摩源。根据声发射信号传播时能量与声源距离按反比关系衰减的特点,建立信号能量衰减模型,将目标声源位置限定于圆心和半径都为传感器对的能量比函数的超球上,并将定位问题转化为估计问题,采用自适应次梯度投影系统估计算法逼近声源位置。该方法基于能量比而非能量,因此即使在声源能量显著变化时其定位精度也不会受到显著影响。当安装多对传感器时,可以决定更多的超球,因此该方法还适用于多只传感器组成的阵列定位。在转子试验台上模拟碰摩故障,采用该算法进行碰摩源定位。试验结果表明,该算法具有比时延估计算法更高的定位精度,且具有良好的收敛性能和较低的计算复杂度。     

针对不连续带洞结构的声发射源定位方法研究

由于兰姆波在舷窗等带孔结构表面的传播路径不再是线性路径,传统方法难以解决撞击的声源定位问题。 本文针对该问题,提出了一种基于声发射的网格映射概率成像定位方法。 该方法通过建立网格映射模型解决了信号传播的非线性路径难题,并通过对网格节点的信号最快传播路径计算得到相应的理论时间差值。 之后利用自适应能量阈值方法与 AIC 方法计算信号的实际到达时间差,通过比较理论值与实际值的偏差构建概率图像以实现定位解算。 通过有限元模拟分析了带洞结构对兰姆波传播路径的影响,给出信号传播路径的确定依据。 通过对 32 个撞击点的定位实验验证了定位方法的可行性,平均绝对误差为 1. 15 cm。     

焊缝结构形式与声发射源定位关系的研究

通过比较图１所示的球形容器和柱形容器声发射源定位结果，球形容器声发射源定位精度低于柱形容器。本文就其原因进行了讨论并得出四点结论。     

箱形结构焊缝声发射源定位技术

研究了声波在典型箱形结构中的传播特点,比较了2种布置方式下的线性定位方法,分析了其在焊缝声源定位时的误差,讨论了基于平面定位法的箱形结构声源定位。试验结果表明,箱形结构的准确定位影响因素很多,需要将平面定位方法与线性定位方法等结合起来去实现焊缝处裂纹的定位。     

基于小波分析的声发射源定位技术

声发射全波形采集技术为基于波形分析的声源定位方法提供了可能。在板状构件中声波的传播模式较为复杂,且不同模式的波到达时间和波速均不相同,从而带来了声源定位误差。将时频幅度分析方法引入声发射源定位技术：从接收到的信号中提取出某一频率的柔性波随时间变化的规律,在理论分析的基础上证明,这个分离信号的最大幅值点所对应的时间就是该频率柔性波群速度的到达时间。根据这个到达时间,以及实际测量出的群速度就可以实现声发射源更精确的定位,试验结果也证明了这种方法的可靠性。     

火车轮裂纹声发射源定位技术研究

针对火车轮运行过程中受变载荷作用产生的裂纹具有的特征,对现有的裂纹声发射定位技术进行了优化.在硬件上采用更适用于车轮运行环境的安装方式,并确定了前向通道的各项参数.根据模态声发射理论,即AE信号在传播过程中具有的频散现象和多模态特性,通过对同一模式波到达各传感器的时差信号的精确分析,采用时差法和面域定位相结合的方法进行源位置的计算.由于采用多种技术进行分析,结果将更为精确.     

声发射检测信号分析及源定位方法研究

文中设计了一种可弱化噪声干扰和频散效应的定位算法,采用变分模态分解方法将声发射信号分解为若干个不同频带宽度的模态函数,并通过合并含有主要能量成分的模态函数获得声发射源信号的主要成分,最后采用互相关分析方法确定声源位置.实验结果表明,文中所提算法对声发射源定位是有效的、精确的,在一维和二维AE源定位实验中,文中所提方法综...     

基于声发射定位算法的故障检测技术研究

高精度的声发射源定位能够帮助工程人员快速定位故障或异常发生的位置,可用于对大型设备进行结构可靠性监测和检测。为了提高声发射源定位的精度,提出一种融合了Geiger定位方法、同伦算法及牛顿梯度方法的源定位算法。采用Geiger迭代定位方法实现对源定位信息的迭代更新,并将更新信息的求解转变为对不适定问题的求解。同伦算法和牛顿梯度方法的结合,避免了常规不适定问题求解方法中耗时的矩阵求逆,优化了求解过程。实验结果表明,所提方法优于常规定位算法,可实现对声发射源位置信息的高精度求解。     

基于模态分析和小波变换的声发射源定位新算法研究

针对传统声发射源定位中，声发射信号到达传感器的时间受设定门槛电压影响很大，导致声发射源定位效果较差，提出了一种声发射源定位新方法。根据模态声发射理论，携带声发射源信息的声发射信号在结构中传播过程中，具有频散现象和多模态特性。因此，声发射源定位应基于同一频率下、同一模态导波到达各个传感器的时间和传播速度。通过对声发射信号进行Gabor小波变换的方法，在时频空间内确定某一频率下某一模态导波到达传感器的时间；并通过数值计算得到该频率处模态导波的群速度，从而实现声发射源的准确定位。通过薄板中声发射线源定位试验，证明了该定位算法的有效性。     

声发射技术在设备故障诊断中的应用

信号采集是机械设备故障诊断的基础,信号采集得是否及时、正确直接影响到诊断结果的正确性。利用声发射技术实现故障信息的实时采集,同时使用计算机对信息分析、处理,以此为原理构成了在线故障诊断监测系统。本文对这一系统进行了简要介绍。     

Development of a System for Location Finding of Low-Level Sound Source by Using Human Acoustic System with Stochastic Resonance

The purpose of this study is to develop a system that enables location finding of a small sound. The location finding of a small sound has some difficulties such as high computational costs or disturbances from the ambient noises and reflected waves. The proposed system is composed of a biologically-inspired system which uses a hearing mechanism based on the human ear and a mechanism for perceiving weak signals that uses stochastic resonance. The location finding mechanism in the proposed system is based on the time-lag detecting architecture. On the other hand, the stochastic resonance mechanism can pick up the small sound source in the ambient noises. Using this proposed system, we implemented the location finding of small sounds through numerical simulations and hardware experiments. Good results were obtained for the small sound source location finding.     

磨削加工过程声发射检测技术发展现状

针对声发射技术灵敏度高、响应速度快等优点,介绍了声发射检测技术的基本原理、特点和常用信号分析方法,综述了声发射检测技术的研究进展,揭示了声发射技术在磨削过程监测、磨削质量监测、智能磨削系统构建等领域的应用现状,并阐述了声发射技术在磨削状态监控存在的不足以及未来发展趋势。     

声发射技术在储罐检测中的应用

介绍了声发射检测技术的基本原理和特点,通过100m^3液化气储罐声发射检测的应用实例,说明了声发射检测的实施过程和结论分析,因其具有简捷、经济、灵敏度高,又能检测“动态”缺陷等特点,已发展成为金属压力容器检测和安全评定的主要无损检测方法之一。     

新型PVDF声发射传感器的设计方法及应用

基于声发射技术研制了一种新型PVDF压电传感器。介绍了声发射传感器的结构、工作原理以及声发射传感器压电元件、背衬材料、声匹配层和前置放大器接口电路设计对传感器灵敏度、分辨率和信噪比的影响。利用美国物理声学公司声发射信号数据采集处理DiSP系统进行了断铅信号采集试验。测试结果表明：设计的新型PVDF声发射传感器对断铅信号具有宽频带响应。应用研制的新型PVDF声发射传感器、数字示波器和计算机组成的数据采集处理系统对4M20氮氢气压缩机六段排气阀进行了状态监测，结果表明新型声发射传感器能够用于设备状态监测，设计方法可行。     

独立分量分析在声发射信号处理中的应用

介绍了独立分量分析的基本原理和以峭度为目标函数的独立分量提取算法的梯度算法,并通过实例说明了利用独立分量分析对声发射信号进行分析的方法,验证了独立分量分析技术在声发射信号分析方面的优越性和实用性,表明独立分量分析在声发射信号处理等领域有着巨大的应用潜力。     

声发射仪技术指标浅谈

介绍了声发射仪的种类、技术指标的含义及对性能的影响,提出了比较选择声发射仪的一般思路和技术考虑,对于正确分析声发射仪的性能有一定的借鉴意义。     

材料磁声发射技术研究

对几种常用钢材的磁声发射（ＭＡＥ）特性进行了测试,研究了材料的化学成分、显微组织及应力状态对材料磁声发射的影响,从而进一步证实,磁声发射技术作为无损检测材料的一种新方法是可行的。