声发射特征参数教学提纲.doc

声发射特征参数

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阈值（Threshold）：对前置放大器的输出，设置高于背景噪声水平的门槛电压，即称为阈值。
到峰计数（Pcnts of Park）：
波击(Hit)和波击计数（撞击累计数和撞击计数率）：超过阈值并使某一通道获取数据的任何信号称之为一个波击,所测得的波击个数可分为总计数和计数率。反映声发射活动的总量和频度,常用于声发射活动性评价。
事件（Event）和事件计数（事件累计数和事件计数率）：　产生声发射的一次材料局部变化称之为一个声发射事件,可分为总计数和计数率。一阵列中,一个或几个波击对应一个事件。　反映声发射事件的总量和频度,用于源的活动性和定位集中度评价。
绝对能量(Absolute Energy)：是声发射撞击信号能量的真实反映，单位为attoJoules(简写为aJ)，1aJ相当于10-18J。
信号强度(Signal Strength)：是对声发射撞击信号能量另一种形式的度量单位为picovolt-sec,1picovolt-sec相当于10-12volt-sec。
能量(Energy)）：也称为“PAC-Energy”,是美国PAC公司在2978年，为了模拟声发射系统的增益匹配而定义的声发射信号参数。其内涵与信号强度相同，只是灵敏度、大小和动态范围与信号强度不同。
能量计数（累计能量和能量率）：信号检波包络线下的面积,可分为总计数和计数率。　反映事件的相对能量或强度。对门槛、工作频率和传播特性不甚敏感,可取代振铃计数,也用于波源的类型鉴别。
振铃计数(Counts)（振铃累计数和振铃计数率）：越过门槛信号的振荡次数,可分为总计数和计数率。　信号处理简便,适于两类信号,又能粗略反映信号强度和频度,因而广泛用于声发射活动性评价,但受门槛值大小的影响。
峰值幅度(Amplitude)和幅度计数：信号波形的最大振幅值,通常用dB 表示(传感器输出1μV 为0dB)。与事件大小有直接的关系,不受门槛的影响,直接决定事件的可测性,常用于波源的类型鉴别、强度及衰减的测量。
有效值电压（RMS）：采样时间内信号的方均根(RMS) 值,以V 表示。与声发射的大小有关,测量简便,不受门槛的影响,适用于连续型信号,主要用于连续型声发射活动性评价。
平均信号电平（ASL）：采样时间内信号电平的均值,以dB 表示。提供的信息和用途与RMS 相似,对幅度动态范围要求高而时间分辨力要求不高的连续型信号尤为有用。也用于背景噪声水平的测量。
持续时间（Duration）：　信号第一次越过门槛至最终降至门槛所经历的时间间隔,以μs 表示。与振铃计数十分相似,但常用于特殊波源类型和噪声的鉴别。
上升时间（Rise time）：信号第一次越过门槛至最大振幅所经历的时间间隔,以μs 表示。　因受传播的影响而其物理意义变得不明确,有时用于机电噪声鉴别。
平均频率（Average Frequency）：该参数是针对一个完整的声发射撞击信号而言的。以kHz为单位，与振铃计数和持续时间有关，能粗略反映信号的频率。
初始频率（Initiation Frequency）：该参数是针对信号的上升时间段而定义的频率，以kHz为单位，与峰前振铃计数和上升时间有关，能粗略反映信号的频率。
混响频率（Reverberation Frequency）：该参数是针对信号峰值后的时间段而定义的频率，以kHz为单位，与振铃计数、峰前振铃计数、持续时间和上升时间有关，能粗略反映信号的频率。
到达时间（Arrival time）：一个声发射波到达传感器的时间,以μs 表示。决定了波源的位置、传感器间距和传播速度,用于波源的位置计算。
声发射特征参数组合值：RA值、初始频率/混响频率

1. 1 累积计数参数
累积计数参数指在一个声发射过程中, 声发射信号某一特征量的累加值。该类参数从整体上描述了声发射的总强度, 属过程参数, 也是材料内部结构变化累加效果的外部表现。这类声发射参数有:
1. 1. 1 声发射事件总数
图1 所示为一突发型信号波形, 当对其包络检测后, 波形超过预设的阈值电压并维持一定时间, 则形成一个矩形脉冲, 称为一个事件。一个声发射过程中所发出的事件总数, 即为所有这些事件的和。
1. 1. 2 振铃总计数
图2 为一声发射信号的振铃波形。设置某一阈值电压, 振铃波形超过这一阈值电压的部分形成矩形脉冲, 累加这些振铃脉冲数, 就是振铃总数。振铃计数在一定程度上反映了声发射信号中的幅度。它对连续性信号的测量更为有效, 而事件计数则主要用来测量突发性信号。
1. 1. 3 总能量
在无损监测中, 声发射信号的能量是与信号幅度及幅度分布有关的参数, 通常以信号幅度的平方、事件的包络、持续时间的长短或事件包络的面积等作为能量参数。因此, 只有数学上的意义, 而并非声发射信号的真实能量。尽管如此, 声发射能量对于材料的断裂及损伤程度的评价仍然具有重要意义。
1. 1. 4幅度总计数
信号的幅值通常是指信号的峰值或有效值。幅度累积计数就是按信号峰值幅度大小的不同范围,分别对声发射信号进行事件计数。幅度计数可以是事件的分级幅度计数, 也可以是累积幅度计数。计数的结果又分别称为分级幅度分布和累积幅度分布。
1. 1. 5大事件计数
大事件计数是指声发射信号脉冲超过某一阈值( 较大) 并维持较长时间的事件的个数。

1. 2变化率参数
变化率参数反映的是在一定条件下声发射信号在单位时间内的变化情况, 是声发射信号瞬间特征的描述, 是状态参数。变化率参数与材料内部的变形速率以及裂纹的扩展速率有着直接关系。这类参数有事件计数率、振铃计数率、能量释放率和大事件计数率等。
1. 2. 1事件计数率
事件计数率是指单位时间内发生的声发射事件的个数。
1. 2. 2振铃计数率
振铃计数率又称为声发射率, 是指单位时间内发生的振铃的个数。
1. 2. 3能量释放率
能量释放率是单位时间内材料释放出的声发射信号能量。

1. 3统计参数
统计参数是指材料在某一力学过程中声发射性能的统计规律, 属于统计特征参数。由于声发射过程具有随机性, 因而用统计的方法来获取声发射过程中的性能参数是常用的一种方法。实践表明这种方法十分有效。这类参数有:
1. 3. 1幅度分布
幅度分布是指对某一声发射过程, 根据其声发射信号峰值或有效值的大小的不同范围分别进行事件计数而得到的统计结果。幅度分布又分为分级幅度分布和累积幅度分布。
1. 3. 2频率分布
频率分布是对某一声发射过程中声发射信号频率成分进行统计所得到的结果。不同材料、不同状态以及不同的变形或开裂过程所产生的声发射信号的频率不同, 频率分布反映声发射信号的频率组成。
1. 3. 3持续时间分布
持续时间分布是对声发射信号脉冲超过某一预置门槛值的时间长短进行统计的结果, 它反映信号的连续程度。

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