管道声发射泄漏检测技术研究进展

声发射检测的目的是获得声发射源的有关信息(如声发射源的特征和位置等)。管道泄漏声发射信号既携带结构的某些特征信息(泄漏孔大小和位置等)，同时又有很大的随机性和不确定性，属于一种非平稳随机信号。在分析管道泄漏声发射信号特点基础上，着重对管道声发射泄漏检测技术及信号处理方法的最新研究进展进行了回顾。模态声发射能够解决常规声发射技术发展中的问题，是一种潜在的能够实现管道泄漏定量检测的方法。     

声发射信号特征分析中的小波变换应用方法

对声发射信号进行分析与处理是目前获取声发射源信息的唯一有效途径,也是声发射技术发展的难点和瓶颈。针对声发射信号的特点,对小波变换用于声发射信号的特征分析问题进行了研究,总结出了适用于声发射信号的小波变换信号特征提取方法,并对未来小波变换在声发射领域的应用与研究方向进行了探讨。     

钢丝绳声发射信号传播特性分析

针对钢丝绳断丝缺陷的在役动态监测需要,提出采用COMSOL软件对钢丝绳的声发射检测信号传播特性进行研究。首先建立钢丝绳结构模型,然后模拟不同频率、不同位置的断丝声发射信号在结构中的传播过程,获得不同位置的信号位移场及能量变化,最后根据导波理论,采用模态特征曲线结合小波变换分析不同类型声发射源的特征频率与模态成分。结果表明:声发射信号传播过程中,对于不同频率和激发方向的声发射源,其主要模态成分和特征频率的差异较大,可根据不同位置的时频分析结果,结合理论频散曲线判别声发射源信号的主要模态特征,并确定结构中声发射源的不同振动方向与中心频率。该研究结果可为钢丝绳损伤声发射检测提供理论参考依据。     

常压储罐声发射检测技术

声发射检测技术可用于常压储罐腐蚀评价。讨论了常压储罐中声发射信号产生的机制和传播过程,试验研究了液体介质中声发射源的定位、波速的计算及声发射信号的衰减规律,提出了声发射信号的分析方法以及结果评价方法。指出由于信号传播路径的不确定,使定位分析较困难,而从每个通道单位时间的撞击数来判断更有实际意义,并给出了工程实例。     

基于钢岔管水压试验中的声发射检测技术应用研究

为保证钢岔管在水压试验过程中能够安全进行,本文采用声发射实时监测技术对钢岔管焊缝和母材产生的声发射信号进行实时监测。在升压之前,用断铅信号模拟源分析了随着传播距离的增加声发射信号衰减的情况,并给出了满足同类型试验的幅值与传播距离的关系式;在升压和保压过程中,综合采用声发射源的平面定位分析法、特征参数分析法、波形分析法对出现有意义的声发射信号时段进行了详细分析,为钢岔管水压试验的安全监测提供了技术支撑。试验结果对同类型钢岔管水压试验声发射安全监测具有一定的参考价值。     

管道电弧声发射特征采集系统设计

鉴于焊接电弧声信号中蕴涵着丰富的焊接状态信息,是焊接质量监控重要的源信号,而管道结构特征为电弧声发射信号在管内低噪声传播创造了条件。设计了管道电弧声发射采集硬件系统,主要由传感器、信号适配电路、数据采集卡和一体化工作站组成。采用图形化虚拟仪器编程语言LabVIEW,通过封装功能模块及调用硬件驱动的动态链接程序,设计了一套采用中断触发方式进行高速数据采集的电弧声发射软件系统。结果表明,该系统不仅能实现对电弧电压、焊接电流和电弧声发射信号的高速实时同步采集,并可将采集结果图形化显示,很好地解决了实时图形绘制难的问题,为进一步研究管道TIG焊接电弧声发射机理创造条件。     

Co的磁声发射研究

流行的磁声发射源模型中承认来源于９０°磁畴壁的运动,本文对公认只含１８０°磁畴壁的Ｃｏ进行了磁声发射及Ｂａｒｋｈａｕｓｅｎ噪音的测量,对二者的信息作了幅度分布分析,测量了Ｃｏ的磁化曲线与磁滞回线,观察了磁畴结构,只含１８０°磁畴壁的Ｃｏ在磁化至“拐膝”之前已有明显的声发射信号,信号的幅度分与硅钢的相似,从而进一步说明了１８０°磁畴壁运动对磁声发射确有贡献,对该结构提出了模型。     

金属管直径对声发射波传播的影响

针对海洋平台声发射无损检测的需求,通过研究同壁厚异径金属管声发射波传播特性,并与同厚度金属板中声发射波传播特性作一对比,得出异径金属管和板中传播特性规律及差异,揭示管径对声发射波传播特性影响。同壁厚管随着管径的增大,其声发射信号的峰值均呈衰减趋势。     

相位信息在声发射信号处理中的应用

根据声发射信号采样率高、数据量大和信号能量微弱的特点，研究了基于相位增强技术的功率谱分析方法，在对声发射信号进行不损失信息的高频采样前提下，通过对信号进行二次傅里叶变换，提高了信噪比。用模拟信号对该方法进行了验证，并应用在运行中的隔膜泵曲轴的裂纹扩展监测上，结果表明此方法能有效检出由于裂纹扩展所产生的微弱的声发射信号。     

压力容器声发射信号人工神经网络模式识别方法的研究

采用人工神经网络模式识别技术对现场压力容器各种声发射源信号特征参数进行了模式识别分析,提出了采用人工神经网络分类方法对压力容器声发射源信号进行定量分析的概念,从而找到了评价声发射源严重程度的方法,设计和培训的人工神经网络可以给出一个多种因素产生的复合声发射源中裂纹扩展、氧化夹渣断裂、残余应力释放和机械摩擦信号所占的百分比,这一结果使声发射技术对压力容器安全状态的无损评价成为可能。     

基于小波变换的声发射模拟信号特性分析

小波变换作为一种新的信号处理方法,可对任一时刻、任一频段的声发射信号进行时频分析.通过基于Gaussian方程的Gabor小波及其Fourier变换,研究了Q235B钢板中三种声发射模拟信号的特点及三种信号的区分和识别.试验表明,基于小波变换的信号处理方法对于研究实际声发射信号的特点、声发射源的特征和定位以及传感器选择有一定的帮助.     

基于HHT的预应力钢筋混凝土梁断裂AE信号分析

针对混凝土材料损伤所产生的声发射信号复杂的特点,提出了基于Hilbert—Huang变换的分析混凝土声发射信号的新方法。利用全波形声发射技术记录了预应力混凝土梁在三点弯曲荷载试验下整个破坏过程的声发射信号,研究了声发射累计能量随时间变化的关系曲线,分析了梁在不同破坏阶段产生的实测声发射信号,获得了信号的Hilbert谱。通过与小波分析结果进行比较,显示出该方法具有处理精度高、自适应性强的特点,能有效地提取声发射信号中损伤的主要特征,为声发射信号处理提出了一种新的途径。     

Wavelet-based AE characterization of composite materials

This paper addresses an application of recently developed wavelet-based signal processing technique on a composite fracture behavior study. Here, the wavelet methodology is introduced, and a complete procedure of wavelet-based acoustic emission (AE) analysis methods developed by the author are demonstrated. In this research, the AE signals from glass fiber reinforced (GFR) composites are collected during the standard quasi-static tensile testing and transformed by the Daubechies discrete wavelets using the programs developed by the author. Based on AE tests, the fracture behaviors are studied for the material. In the study of GFR composite fracture behavior, classical linear fracture mechanics method is used for comparison. The exponential constant m value used to determine the relationship between stress and stress intensity factor are compared relative to the classical fracture mechanics and the AE techniques. In order to demonstrate the advantage of the wavelet-based AE techniques, the conventional AE analysis is also provided side-by-side for comparison. The results verify that the wavelet-based method better approximates residual strength relative to the classical AE techniques.In this paper, the results of the wavelet-based AE analysis of glass fiber composites are presented. The results indicate that wavelets-based signal processing is an efficient tool in the analysis and the transformation of AE signals.     

应用模态声发射进行自动源识别

疲劳裂纹的生长已成为构件延寿工作关注的焦点。模态声发射由于无需扫查工件而利用裂纹生产产生的能量来实现检测,从而显示了极大的优越性。模态声发射在检测过程中采集几千个波形,其中只有一部分是裂纹生产所产生的。讨论了几种数字信号处理方法,并给出了这些程序的应用结果。     

滚动轴承故障的声发射检测技术

介绍声发射信号技术的机理,研究用声发射检测滚动轴承故障的方法。把声发射信号与振动信号作对比,通过高通滤波后再进行包络解调,结果表明声发射信号可以较早地诊断出故障,抗干扰性好。而且经过信号处理之后,声发射信号分析的频率比较单纯,能够很简单地判断出故障部位。     

某型飞机飞行载荷疲劳试验过程中的声发射监测

介绍了某型飞机全尺寸机体飞行载荷疲劳试验过程中对关键部件(包括不可接近部件)疲劳损伤的声发射(AE)实时监测技术。在强冲击、高振动背景下,利用基于时间、空间、幅度或能量滤波等多种信号处理方式,对预处理后的AE信号以趋势分析为主,多参数分析综合验证,另辅以其它方法(包括波形分析),对一些关键部位的健康状态进行AE实时在线监测。成功预报了机翼对接区域某螺栓孔夹层裂纹的萌生,为保证机体飞行载荷疲劳试验顺利进行起到了重要作用。     

复合材料拉伸过程的声发射特性研究

为了研究16MnR／0Cr18Ni9Ti复合材料断裂过程的声发射特性,可以利用声发射技术对16MnR／OCr18Ni9Ti复合材料试件的拉伸过程进行全程监测。研究表明,材料拉伸断裂过程中,声发射信号丰富明显,可测性良好,并且不同破坏阶段的声发射信号具有不同的特征。通过对不同拉伸阶段声发射信号的参数分析,可以了解材料不同变形阶段的声发射特性,并据此来分析材料损伤的发生、发展及演变过程。与传统的力学试验方法相比,声发射技术在研究复合材料断裂过程方面具有明显的优势。     

光纤法珀声发射传感器输出信号小波分析消噪处理

针对光纤法珀传感器检测到的声发射信号会被大量的噪声所湮没的问题,采用Sym小波系列中的Sym8小波对含有大量噪声的声发射信号进行分析,并用软阈值去噪方法消去声发射信号中携带的大部分噪声。采取先提取有用信号,再对有用信号进行二次分解,然后设定阈值,在保证声发射信号信息没有损失的情况下很好地滤除了噪声,使声发射信号更平滑,易于分析。试验结果表明选取适当的小波分解级数和合理的阈值门限,可很大程度地提高重构后信号的识别度,对声发射信号采用小波方法去噪可达到较理想的效果。