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聲發射信號分析技術

作者: 時間:2013-11-27 來源:網絡 收藏

AE技術的目的是獲得有關AE 源的信息,進而獲取同材料或結構故障相關的信息。因此,AE處理方法的研究是獲取AE 源信息的關鍵問題之一,也是AE 技術的主要發展方向。

特征參數分析技術
特征參數分析法是基于諧振式AE 傳感器輸出信號的參數來獲取有關AE 源信息的方法。目前在AE 檢測中仍得到廣泛應用。簡化的波形特征參數包括振鈴計數、能量、幅度、上升時間和持續時間5 個參數。對于連續型AE 信號,只有振鈴計數和能量參數可以適用,為了更確切地描述連續型AE 信號的特征,又引入了平均信號電平和有效值電壓兩個參數。
參數分析方法的最大缺點是有關AE 源本質
的信息往往被諧振式傳感器自身的特點所掩蓋或模糊掉,因為由這種諧振式傳感器所獲得的AE 信號基本是一衰減的正弦波,由這樣的波形得到的各種參數與真正的物理量(位移、速度、加速度等)之間缺少必然的聯系,AE 信號的這種外在相似性必然給源機制的識別和信號的處理帶來困難。其次,AE 信號是突發性瞬態信號,并具有非穩態隨機信號的特征,參數分析的結果往往隨所用傳感器諧振頻率和測試系統(放大倍數、閾值的不同)而變化,因此,實驗結果的重復性還很差。此外,傳統的參數分析方法認為AE 信號是以某一固定速度傳播的假設,與實際情況有很大出人,它必然會帶來定位誤差。這些缺點都是參數分析方法所無法克服的,在很大程度上制約了AE 技術的發展。
盡管與記錄的AE 波形信號相比,AE 波形特征參數已經損失了大量的信息,但由于其對AE儀的要求較低,分析方式簡單、直觀,記錄的信號量大、分析速度快、實時性好,便于檢測人員掌握和操作,因此它目前仍是工程檢測中主要使用的方法[2]。

波形分析技術
AE 波形分析是通過分析所記錄的AE 時域波形或頻譜特征來獲取AE 信號所蘊含信息的一種方法。從理論上講,波形是表達AE 源特征的最精確的方法,波形分析能提供更全面更詳盡的AE 信號特征信息,并可導致對AE 的定量認識。但是,得到真實的AE 信號本身是一件相當困難的工作,而對一畸變信號進行頻譜、相關分析等可能會導致一些錯誤結論。因此,在AE 技術發展初期,用得更多的是參數分析方法,并經歷了從簡單參數分析到復雜參數分析的漫長過程。近十幾年來,隨著計算機軟硬件技術的飛速發展,寬帶AE 傳感器和多通道全波形AE 檢測儀器問世,可以獲得更真實的AE 波形,了解更多的AE源信息。同時模態AE 理論和技術逐漸成熟,小波分析、現代譜分析和神經網絡分析等現代信號處理技術在AE 分析中得到應用,AE 波形分析技術的研究和應用取得了較大進展。
AE 波形分析技術的核心是了解所獲得的AE波形的物理本質,研究AE 的源機制、聲波的傳播過程和傳播介質的響應,了解不同機理的源產生波形的異同并進而尋找識別方法。目前基于波形分析的主要方法包括:模態、經典譜分析、現代譜分析、小波分析和人工神經網絡模式識別等。



關鍵詞: 聲發射 信號分析

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