Page 106 - 无损检测2021年第十二期

陈 博, 等:

一种新型低温光纤环声发射传感技术

图5 试验系统组成
对光纤环声发射传感器在液氮中的噪声进行测
试, 将气瓶装满液氮并浸泡在液氮槽中, 持续观察系
)。试验中发现, 当光纤
统的平均信号电平值( A SL

为 50dB~
环声发射传感器刚放入液氮中时, A SL
图7 校准定位结果
60dB , 随着浸泡时间的延长该值不断降低。分析认
很高主要是由液氮的沸腾造成的, 但 境对声发射波衰减和传播路径的影响与空气环境中
为, 初始 A SL
也有温度变化带来的影响。这是因为温度的变化同 完全不同, 采用空气环境下的定位检测参数的结果
样会引起光纤环传感器内部光相位的改变, 从而产 存在较大偏差, 故笔者发明了一种定位检测参数的
生干扰噪声。因此为避免温度变化对声发射信号的 综合修正方法, 经过修正后的校准定位结果如图 7
( b ) 所示。从定位结果可以看出, 修正后的校准定
干扰, 应当让光纤环充分浸泡降温并尽可能恒温。
位基本都在传感器附近, 定位效果理想。

浸泡约30min后, 经过充分预冷降温后的系统 A SL
为了准确测量光纤环声发射检测装置定位精
基本稳定在18dB~20dB 。按照标准 GJB6187-

2008的规定, 声发射检测系统的最低检测门槛应不 度, 在1~3通道之间选择 A , B , C , D4个位置进行

小于 A SL+15dB , 因此在液氮环境中, 该试验系统 定位精度试验。其中 A 和 B位置分别在1号传感器

和3号传感器连线内侧距离传感器边缘约 10mm

的理论最低门槛可以设置为35dB 。图6为当 A SL
变化情况, 可以看 处, C 和 D 位置大约在 1~3 通道间距的三等分位
稳定后进行液氮补加过程的 A SL
置。模拟信号定位结果如图8所示。

出, 补加液氮造成的系统 A SL 上升最高可达30dB~

35dB 。因此, 考虑到试验过程中需要断续补充加注
液氮, 为避免加注噪声和风噪等流体噪声的综合影

响, 声发射检测门槛实际设置为45dB 。

图8 模拟信号定位结果
从试验结果可以看出, A 处断铅位置的信号定

位横坐标为 28.32mm , B 处的信号定位横坐标为

图6 补充加注液氮过程中 A SL 变化情况 272.26mm , C处的信号定位横坐标为102.09mm ,

笔者对光纤环声发射检测装置定位效果进行测 D 处的信号定位横坐标为186.17mm , 此次设置的

试, 并对4个传感器附近模拟声源进行定位, 定位参 传感器间距为250.00mm , 因此各模拟信号点的定
数修正前校准定位结果如图7 ( a ) 所示, 因为液体环 位偏差如表1所示, 可以看出, 在液氮环境下, 光纤
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2021年 第43卷 第12期

无损检测