聲發(fā)射儀的種類(lèi)

1 聲發(fā)射儀的分類(lèi)方法有多種，按照采集信號通道數的多少可以分為單通道和多通道。
單通道聲發(fā)射儀只有1個(gè)通道，主要用于對單點(diǎn)或者小區域的檢測、監測等，一般無(wú)法完成對信號源位置的定位。2通道或更多通道的聲發(fā)射儀稱(chēng)為多通道聲發(fā)射儀。前者可以完成對較大區域的檢測、監測，可完成在線(xiàn)狀區域內聲發(fā)射信號源的定位；3通道聲發(fā)射儀器除可完成上述功能外，還可以完成三角區域和線(xiàn)狀區域內聲發(fā)射信號源的定位；超過(guò)3個(gè)則可以完成更大區域內信號源的檢測、監測及對上述區域內的聲發(fā)射信號源的多種算法的定位。儀器制造廠(chǎng)一般都配有依據上述定位算法的分析、顯示軟件，對球形、柱形等特定外形的設備，有的制造廠(chǎng)開(kāi)發(fā)了更為直觀(guān)的定位分析軟件。
選擇購買(mǎi)單通道還是多通道，或具體多少個(gè)通道，需要根據特定的需求進(jìn)行選擇?？紤]的因素有：待測設備的材質(zhì)（影響頻率、聲速和衰減）、待測設備的最大幾何尺寸、幾何形狀、需要的定位類(lèi)型等。幾何尺寸大、材質(zhì)衰減大、形狀特殊的檢測應用需要的通道數就多，反之就少。一般在鋼材中，聲發(fā)射信號可以接收的傳播距離在5m內為宜，超過(guò)此長(cháng)度應考慮增加通道數。而狹長(cháng)的設備，例如長(cháng)管拖車(chē)則需要考慮定位類(lèi)型，一般采用線(xiàn)定位時(shí)就可以減少所需要的通道數。
另外，在采購時(shí)可考慮比需要的通道數多1～2個(gè)通道，作為備用通道用。

2 按照聲發(fā)射信號所采用的技術(shù)，可分為以模擬電路為主的模擬式聲發(fā)射儀和以數字電路為主的數字電路式聲發(fā)射儀。
模擬式聲發(fā)射儀投用歷史較長(cháng)，技術(shù)相對成熟、儀器相對穩定和可靠、操作軟件簡(jiǎn)單、便于學(xué)習等優(yōu)點(diǎn)。但這類(lèi)儀器存在著(zhù)溫度漂移大、易受干擾、功耗大、重量大、體積大等缺點(diǎn)。數字儀器一般采用CPLD、FPGA、DSP等技術(shù)，由于模擬電路較少所以其整體體積較小、重量輕、功耗低、溫漂影響小。但是，由于在數字聲發(fā)射儀的處理軟件上疊加了許多功能，功能強大；但學(xué)習相對困難，對于工程檢測反而麻煩了不少。另外，這類(lèi)設備投用歷史相對較短，對其可靠性、穩定性等要多加注意，由于采用了許多新技術(shù)，處理不好反而易出問(wèn)題。
需要說(shuō)明的是，沒(méi)有真正意義上的全數字聲發(fā)射儀。因為自然界的信號都是連續的（宏觀(guān)而言），所以，即使最為理想的情況是將傳感器來(lái)的信號直接予以模擬-數字轉換（ADC），也需要要模擬電路（ADC本身就應歸為模擬電路）；而一般在傳感器之后還要加前置放大器、信號調理電路等，所以根本不可能是全數字化儀器。而一般意義上的全數字聲發(fā)射儀指其除
了ADC和信號調理電路外，不再有其它影響參數和波形的模擬電路而已！

3 按照信號的處理方式，可以將聲發(fā)射儀分為參數式聲發(fā)射儀、直接波形式聲發(fā)射儀和參數-波形式聲發(fā)射儀。

3．1參數式聲發(fā)射儀是目前使用范圍最廣、應用時(shí)間最長(cháng)的聲發(fā)射儀，其分析方法也被大多數業(yè)內人士認可，分析方法比較成熟，操作簡(jiǎn)單，大多數多通道聲發(fā)射儀都是這類(lèi)儀器。參數聲發(fā)射儀是指在信號處理通道的電路中，借助模擬或者數字電路將聲發(fā)射信號直接處理成一定意義的參數數據，然后再送到計算機進(jìn)行顯示、分析、處理和保存的儀器。這種儀器一般需要設置門(mén)檻（閾值）、HDT（撞擊定義時(shí)間），有的需要設置增益、PDT、HLT等。由于參數數據的數據量少，所以對聲發(fā)射信號的實(shí)時(shí)響應能力強、數據流量小、對計算機的顯示、分析、數據存儲等能力的要求低，一般計算機均可滿(mǎn)足要求，無(wú)論PCI總線(xiàn)、ISA總線(xiàn)等均可，同時(shí)，參數式儀器丟失信號的幾率相對低。由于電路直接生成參數數據，無(wú)法傳遞波形，所以喪失了更多的有效信息。但就一般檢測工程而言，參數采集可以滿(mǎn)足大多數應用，而如果進(jìn)行聲發(fā)射信號分析和應用研究則參數式儀器有一定的局限性。

3．2 直接波形式聲發(fā)射儀器是指將聲發(fā)射信號進(jìn)行A/D轉換，然后將此波形數據直接傳遞到計算機，由計算機再進(jìn)行參數提取、顯示、分析、數據存儲等工作。在滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的前提下無(wú)疑這是最為理想的儀器，因為這樣一般的采集卡即可滿(mǎn)足需要，價(jià)格將非常低廉。但是，在目前電子設計技術(shù)和計算機技術(shù)下，少數通道的直接波形采集和分析是可以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求的；但是當通道數多、ADC的轉換頻率高、分析功能復雜時(shí)，實(shí)時(shí)性難以得到保證，勢必存在丟失部分信號的可能，所以在選擇時(shí)需要引起重視。為了達到高的數據傳輸速度、快的分析和計算時(shí)間，一般直接波形式聲發(fā)射儀需要很高的計算機配置。

以目前大多數計算機支持的32位、33MPS的PCI總線(xiàn)為例，其數據傳遞的最大理論速度為132MB/S（字節/秒），實(shí)際受計算機系統設計水平、計算機操作系統采用非實(shí)時(shí)性操作系統、采集軟件驅動(dòng)設計水平、系統其它軟件引入的延時(shí)等的影響，一般達到100MB/S已經(jīng)是實(shí)際可看到幾乎最高的采集速度了。而計算機系統除了進(jìn)行數據采集外還進(jìn)行參數數據提取、數據分析、存儲、參數顯示、波形顯示等操作，再考慮系統多個(gè)采集卡之間切換的相互影響，整個(gè)系統的總體速度一般在60MB/S已經(jīng)相當不錯了。我們假定每個(gè)信號通道的采集速度為5MS/S（也記為MSPS--Mega-Sapmles Per Seconds，百萬(wàn)次采樣每秒），考慮ADC的位數為12位以上，則每個(gè)通道的數據流速度為10MB/S（假定不做實(shí)時(shí)壓縮處理）。顯然，整個(gè)系統只能保證5MS/S的采集速度下6個(gè)信號通道的實(shí)時(shí)采集。上述估計已經(jīng)假定在單位時(shí)間內聲發(fā)射撞擊的數量不多，不至于使得計算機寫(xiě)硬盤(pán)的時(shí)間過(guò)長(cháng)而影響采集的速度。因此，對于通道數多、實(shí)時(shí)性要求很高、不需要波形數據的場(chǎng)合，似不宜選擇直接波形式的聲發(fā)射儀。

3．3參數-波形式聲發(fā)射儀綜合了參數式和直接波形式聲發(fā)射儀各自的特點(diǎn)，在保證參數數據實(shí)時(shí)性的同時(shí)，在系統允許的情況下傳遞一定數量的波形。這種儀器首先在每個(gè)信號通道的處理電路中，一般通過(guò)設置門(mén)檻，直接生成部分或者全部參數數據，同時(shí)，保留部分或者全部波形數據，一般是過(guò)門(mén)檻后一定長(cháng)度的波形數據。由于其照顧了參數數據的實(shí)時(shí)性要求且波形只取一定長(cháng)度，所以，筆者這是在實(shí)時(shí)性和全波形之間的較好的折衷，一般認為，只要設計得當，此類(lèi)儀器可滿(mǎn)足大多數的應用需求。其缺點(diǎn)是由于兼顧波形和參數數據，電路稍微復雜些，成本也會(huì )增加一些；由于照顧了參數數據，波形數據在單位