Page 96 - 无损检测2025年第一期
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徐海丰，等：
基于 PSO 算法的储罐底板声发射源定位方法
为初始惯性权值；ω end 为迭代至最大进化代数时的惯 储石油化工产品的立式储罐的运行和维护过程都受
性权值 [13] ；G 为最大迭代次数；g为当前迭代次数； 到严格管控 [14] 。因此，文章在试验环境下搭建储罐
k
ω 为当前迭代值。 底板声发射源检测平台。该平台由PAC声发射监测
(t)
系统和小型储罐模型组成，实物如图3所示。
（4）
（5）
式中：x （t）为第i个粒子在第t次时的位置；f[x（t）]
i
i
为第i个粒子在t次位置的目标函数； f （p i ）为第i个粒
子的最优位置； f （g i ）为第i个粒子的群体最优位置。
1.2 PSO的声发射源定位应用流程
将PSO算法应用于声发射源定位，首先需要对
声发射数据进行预处理，以提取关键参数。构建目
标函数时，每个声发射源被视为一个粒子，通过PSO
算法迭代更新粒子的位置和速度，直至找到使目标 图 3 声发射定位试验平台实物
函数值最小的声发射源位置（x, y）和速度v。此过
PAC声发射监测系统由工控机、PCI-8 型声发
程不仅优化了声发射源的定位，还能根据定位结果
射采集卡和 AEwin声发射数据采集软件构成。该
反推声速，进一步增强定位方法的准确性和实用性。
系统的声发射信号采集频率为 1 MHz，门槛值设置
声发射源定位的流程如图2所示，包含了从数据预
为40 dB。使用DP3I型声发射传感器，该型号传感
处理到最终定位结果的输出。
器是一种专为储罐底板腐蚀声发射检测设计的低
频传感器，设置采样频率为20~100 kHz。
小型储罐模型尺寸示意如图 4（a）所示，储罐
采用Q235B材料制成，底板直径为 0. 6 m，高度为
1. 5 m，容积为 42 L，底板和罐壁的厚度分别为 8，
6 mm。在距储罐底板 10 cm的罐壁上均匀布置了
4个声发射传感器，以全面捕捉声发射信号，传感器
布置如图4（b）所示。
2.2 标定
根据标准JB/T 10764—2007 对声发射试验系
统进行标定。标定过程采用φ0. 5 mm的HB铅笔，
在距离传感器约 10 cm处连续进行 5 次断铅操作。
标定结果显示，所有传感器灵敏度均超过了95 dB，
满足声发射检测要求。
2.3 声发射信号定位试验
相关研究表明，储罐底板腐蚀声发射检测中捕
捉到的信号主要来源于罐内介质的传播 [15] 。考虑到
图 2 粒子群优化算法的声发射源定位流程 储罐模型尺寸较小，产生的声源信号会通过多种路
径被罐壁传感器接收，因此，在储罐底板上依次放置
2 储罐底板声发射定位试验
泡沫和砖块，并在储罐内注入50 cm高的水，以确保
2.1 试验平台搭建 声源信号主要通过介质传播而非直接通过底板，试
由于存储介质的易燃易爆有毒等危险属性，存 验装置示意如图5（a）所示。
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2025 年 第 47 卷 第 1 期
无损检测
