连续声发射信号的源定位技术

　　声发射信号分为突发型和连续型发射,如信号由区别于背景噪声的脉冲组成,且在时间上可分开,这种信号就叫突发型声发射信号;如信号的单个脉冲不可分辨,这些信号就叫连续型声发射信号。流体的泄漏和某些材料在塑性变形时均产生连续型声发射信号。

　　对于连续型声发射信号,突发型声发射信号常用的声发射参数(计数、计数率、上升时间、持续时间、幅度分布、时差等)已变得毫无意义。突发型声发射信号采用的时差定位方法,连续型声发射信号也无法应用。根据连续型声发射信号的特点,人们发展了基于信号衰减幅度测量的区域定位方法、基于波形互相关式时差测量的定位方法和基于波形干涉的定位方法[1],本文详细介绍这些连续型声发射信号源的定位方法。

　　1　区域定位方法

　　声发射波传播过程引起能量损失的主要因素包括波前的延伸、热效应、反射、衍射和波型转换等,这些因素的综合作用可引起波的衰减,即声发射信号的强度随测量点与声发射源距离的增加而减弱。在结构发生共振的特定情况下可产生驻波,此时信号幅度无明显下降,但衰减仍会发生。根据这一声发射信号衰减普遍存在的原则简单识别声发射信号的衰减,可粗略确定声发射源所在区域;通过分析衰减特性,可得更精确的连续型声发射信号源定位位置。

　　在安装许多探头的物体上产生一个连续型声发射信号源,若每个探头的灵敏度是相同的,探头离声发射源越近,衰减越小,因此探测到最大幅度声发射信号的探头将最靠近声发射源(图1)。如果再进一步考虑接收到第二大幅度信号的探头,可以缩小声发射源存在的区域,提高定位精度(图2)。

　　在许多情况下,图2所示的二次定位法得到的定位区域仍很不精确,有时需密集布置大量探头,才能使定位区域的尺寸减小到可接受的程度。然而,如果预先测得被测物体的衰减特性,声发射源的位置可以通过考虑各探头的输出计算得到。值得强调的是,区域定位方法只适用于被测物体具有合适衰减程度的情况,衰减太大时,这一方法并不适用。

　　2　衰减测量方法

　　区域定位法只需确定最大和第二大输出信号的探头,十分简便,但该方法的缺点是得到的定位区域太大,有时无法接受。如果除了对声发射信号的大小进行排序外,还测量声发射信号的幅度及被测物体的衰减特性,则可得到泄漏源较精确的定位。连续声发射源定位的幅度测量法包括如下三个步骤:

　　(1)通过识别最高和第二高声发射输出信号,从声发射探头阵列中找到最靠近泄漏源的两个探头。探头阵列外的泄漏源不能用幅度测量法定位。