声发射仪校准系统的研究与实现

摘要

近年来，声发射检测技术广泛应用于在石油化工、材料、航天航空、电力、金属加工、交通运输等领域，但声发射仪的校准作为其质量保证在国内却尚未形成统一的技术标准。针对这一问题，本文分别建立了声发射传感器和声发射仪主机的校准系统，研究了不同方法校准声发射传感器的一致性，并探讨了采用电信号直接校准声发射仪主机技术指标的可行性。本文的主要工作有:
　　 1.搭建了光学参考换能器法和互易法的表面波和纵波校准系统，并从传感器灵敏度的定义入手，分析影响两种方法校准结果的因素。通过对声源、激励换能器、激励波形、传输介质、耦合剂的分析确定实验所用装置;通过对传感器间距、介质的物理参数、电流量、电压量等因素的分析计算互易法和光学法实验的不确定度。本文对各影响因素的分析为声发射传感器校准系统中实验装置的选择以及不确定度的评定提供了依据。
　　 2.对互易法和光学法校准结果以及表面波和纵波校准结果进行了比对。不同校准方法的比对结果表明两种方法测量的灵敏度在幅值和趋势上相近，但在部分频率存在微小差异。本文对其差异进行了取数方法和相位变化两方面的分析。不同声波模式的校准结果差异随着频率增大而增大，其与传感器本身的工作频率和表面波孔径效应相关。互易法和光学法校准结果的一致性为统一声发射仪校准的技术标准奠定了基础
　　 3.对声发射仪的几个常用参数——幅值、上升时间、持续时间、振铃次数、前放增益——给出了详细的校准方案并进行了测试，实验结果表明校准方案理想，能够用于校准服务和工程应用。

目录

声明

学位论文数据集

摘要

第一章 绪论

1．1 声发射技术

1．2 声发射仪

1．2．1 结构与类型

1．2．2 技术指标

1．3 声发射传感器校准技术的研究现状

1．3．1 参考换能器法

1．3．2 互易法

1．3．3 方法比对

1．4 声发射仪主机校准技术的研究现状

1．5 实验室进展与本文研究内容

第二章 声发射传感器校准系统

2．1 弹性波传播模式

2．2 互易法校准系统

2．2．2 表面波互易

2．2．3 纵波互易

2．3 光学法校准系统

2．3．1 纵波光学法

2．3．2 表面波光学法

2．4 程控系统

第三章 声发射校准系统影响因素

3．1 互易法影响因素

3．1．1 试块尺寸

3．1．2 传感器间距

3．1．3 介质物理参数

3．1．4 电量影响

3．1．5 耦合剂

3．2 光学法影响因素

3．2．1 声源

3．2．2 传输介质

第四章 校准结果及比对

4．1 互易法实验结果和不确定度评估

4．1．1 实验结果

4．1．2 不确定度评估

4．2 光学法实验结果和不确定度评估

4．2．1 实验结果

4．2．2 不确定度评估

4．3 互易法与光学法校准结果比对

4．3．1 取数方法

4．3．2 信号相位变化

4．4 表面波与纵波校准结果比对

第五章 声发射仪主机校准

5．1 电子声源

5．2 幅度校准

5．3 AE信号参数

5．4 仪器性能参数

5．5 前置放大器

第六章 总结

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介

硕士研究生学位论文答辩委员会决议书