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聲發(fā)射信號處理和分析技術(shù)
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時(shí)間：2013-11-27
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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: 14px/25px Verdana; WHITE-SPACE: normal; ORPHANS: 2; FLOAT: none; LETTER-SPACING: normal; COLOR: rgb(0,0,0); WORD-SPACING: 0px; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px"> 2.1.2 機械噪聲源 主要包括① 實(shí)驗室中試驗機的噪聲。② 外場(chǎng)測試時(shí)的設備運轉噪聲，包括來(lái)自容器內部的噪聲和連接管道的噪聲。③ 泵和閥門(mén)的流體噪聲。④ 所有的摩擦過(guò)程，如加載引起的移動(dòng)以及容器的支撐物等都會(huì )引起噪聲。⑤ 機械撞擊引起的噪聲，如在戶(hù)外測試時(shí)灰塵、雨點(diǎn)和雪花等都會(huì )引起噪聲。⑥ 人類(lèi)本身和周?chē)膭?dòng)物都可能引起噪聲。 2.1.3 聲波傳播途徑引起的聲信號畸變和衰減 通常在聲發(fā)射源處，大多數聲發(fā)射信號都具有比較簡(jiǎn)單的寬帶和介躍形特征，但在材料或結構中經(jīng)多次反射、衰減以及波形轉換后，其波形將發(fā)生很大畸變，這一點(diǎn)無(wú)疑給聲發(fā)射信號的分析帶來(lái)很大困難。因為利用AE技術(shù)監測的對象絕大多數是固體，而固體中有不同的波形存在，如壓縮波、切變波、板波和表面波等，這些波的傳播速度各不相同，在邊界處還會(huì )發(fā)生波形轉換。源發(fā)出的聲波除直達波外還可以經(jīng)多種路徑到達傳感器，因此，所探測到的聲信號波形是不同路徑到達傳感器聲波的疊加（混響效應），這種不同波形的疊加使問(wèn)題趨于復雜。此外，傳感器本身還有所謂“振鈴”效應（傳感器的響應），從而導致輸出信號更加復雜。在許多情況下，如何從這樣一個(gè)比較復雜的信號中獲取有用信息就成了問(wèn)題的關(guān)鍵。 2.2 克服干擾噪聲的常用方法 在詳細敘述AE信號處理方法前，簡(jiǎn)單介紹AE檢測技術(shù)中克服干擾噪聲常用的方法十分必要。在某種程度上，它們也就是AE信號的處理方法。 （1）選擇適當的工作頻率 早期進(jìn)行聲發(fā)射研究時(shí)，人們試圖利用可聽(tīng)聲頻段（20kHz）并利用話(huà)筒作為傳感器。這樣，必須在夜深人靜時(shí)觀(guān)察聲發(fā)射信號，以盡量避免外面交通和人群等的噪聲干擾。直到20世紀60年代，一些聲發(fā)射工作者，特別是美國學(xué)者Dunegan意識到，聲發(fā)射信號可延伸至較高頻域，即數兆赫甚至數十兆赫，高頻段環(huán)境噪聲的影響比較小。由于絕大多數機械噪聲的頻率范圍最多只能達到幾十千赫，因此選擇諧振頻率為150~300 kHz或更高的傳感器能有效克服干擾噪聲的影響。對于類(lèi)似飛機機翼裂紋擴展產(chǎn)生的AE信號，選擇更高一點(diǎn)的頻率（500~600 kHz）可能會(huì )更有利。 （2）利用差動(dòng)傳感器 這種傳感器由兩塊相反極性的晶片組成，其輸出送入差動(dòng)放大器的兩個(gè)輸入端。AE信號產(chǎn)生相反極性的信號，它們的差值被放大；電磁干擾信號的極性相同，由于前置放大器的共模抑制被大大削弱。 （3）進(jìn)行特殊的頻率濾波 有些干擾來(lái)自周?chē)囊恍┕潭o(wú)線(xiàn)電設備，如在利用聲發(fā)射進(jìn)行管道泄露測試時(shí)，發(fā)現有調制干擾信號，其載波頻率為100 kHz，它是由附近的發(fā)射機引起的。濾波后，這種干擾即被抑制。 （4）引入電壓閾值或降低測試靈敏度 該方法可同時(shí)去除低于閾值的AE信號和噪聲信號。由于幅度大的AE事件對材料損傷的“貢獻”大，這一方法得到廣泛應用。 （5）在源處阻止噪聲發(fā)生。 （6）噪聲源和傳感器間引入屏蔽或衰減介質(zhì)。
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