Page 43 - 无损检测2022年第四期

王 瑶,等:
压力容器模拟缺陷的声发射定位

大器、 信号电缆与主机通道安装连接到位。

( 2 )通道灵敏度调试。将前置放大器放大倍数

设置为 40dB , 检测设备各通道放大倍数设置为 1 ;
利用信号发生器产生 50mV 的标准正弦信号( 频率

选择声发射传感器的谐振频率), 对试验中使用的所
有测量通道( 前置放大器、 信号电缆、 主机通道等) 进
行调试, 与标准信号进行对比, 计算出测量通道的相
对系数并记录容器。
图 3 声发射传感器布置示意

( 3 )分别在顶盖、 筒体和底部各选两个测试点
置放大器( 6 个)、 信号调理设备、 信号采集设备等。
并标上记号, 在标记的位置进行断铅, 同时用信号采
2.2.1 模拟缺陷声发射源信号
试验分别用两种方式产生声发射源信号来模拟 集设备采集接收到的声发射信号并记录。

活动缺陷。 ( 4 )在容器底部 标 记 的 测 试 点 处 安 装 一 个 声
发射传感器, 并将该传感器连通信号发生器, 信号
( 1 )将一个声发射传感器紧贴在容器壁上进行安

装, 由信号发生器产生一个连续脉冲信号, 激励该传感 发生器会产生一个 8V 左右的电脉冲信号驱动该
器使其连续受迫振动, 从而产生连续型声发射信号。 传感器, 同 时 检 测 并 记 录 所 有 通 道 响 应 的 声 发 射

( 2 )由铅笔芯在容器壁上折断产生突发型声发 信号。
射信号。
3 试验数据分析
2.2.2 检测设备
选择声发射传感器和前置放大器作为信号检测 3.1 容器网格化
设备。 无论是衰减定位法还是时差定位法, 都需要确

声发射传感器主要技术指标要求如下: ① 工作 定声发射源到传感器的距离以及声发射传感器之间

频 率 为 30 kHz~ 900 kHz ; ② 峰 值 灵 敏 度 的距离。因为压力容器是三维结构, 所以需要首先
≥50dBV / bar 。前置放大器 主 要 技 术 参 数 如 下: 对容器结构做降维处理, 即将容器上封头和下封头

μ

① 工作频率应覆盖声发射传感器工作频率; ② 增 展开为圆形, 筒体展开为一个四边形。分别对两个

益为 20 , 40 , 60dB ; ③ 噪声 <7 μ V ; ④ 频率响应变 圆形和一个四边形进行网格离散化处理, 网格的大

化不超过 3dB 。 小通常由定位误差决定, 一般不超过 0.5 m 。对上
2.2.3 检测主机 封头和下封头进行网格划分时, 应依据展开圆形的
检测主机为 1 台便携式一体化工控机, 采用标 直径进行划分; 对筒体进行网格划分时, 应依据四边
准的 PXI ( 外设部件互连标准) 总线, 包含声发射信 形的长和宽进行划分。
号测量模块。试验过程中将采集模块的采样频率设 试验采用的压力容器上封头和下封头直径为

置为1000kHz , 数据保存时间为5~10s 。试验中, 2880mm , 共 划 分 7 层,相 邻 两 层 半 径 相 差
声发射传感器探测缺陷扩展的声发射信号, 通过前 100mm , 共划分出 85 个网格, 上封头二维网格划分

置放大器的电荷转换、 放大、 滤波后输入信号采集设 结果如图 5 所示。
备。压力信号可通过压力表获得。检测设备组成示
意如图 4 所示。

图 4 检测设备组成示意
2.3 试验方法
( 1 )检测设备连接。将声发射传感器、 前置放 图 5 上封头二维网格划分结果

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2022 年 第 44 卷 第 4 期
无损检测