曲面和三维结构的声发射源定位方法

 曲面和三维结构的声发射源定位方法

金钟山,刘时风,耿荣生1）,沈功田2)(清华大学机械系，北京  100084)

摘要:曲面和三维结构的声发射源定位方法主要有时差定位法、区域定位法、相关关系定位法和模式识别定位法。详细介绍曲面和三维结构的时差声发射定位方法。

关键词:声发射检验；曲面；三维结构；定位技术；信号处理

中图分类号: TG115.28  文献标识码:A,  文章编号: 1000-6656(2002)05-0205-07

 LOCATION OF ACOUSTIC EMISSION SOURCE ON CURVED SURFACES AND THREE-DI MENSION STRUCTURESJIN Zhong shan     LIU Shi- feng    GENG Rong sheng1）, SHEN Gong tian2)

(Department of Mechanial Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084 China)

Abstract: There are mainly four methods for locating acoustic emission sources on aurved surface and three dimension structures including time arriving zone, correlation and pattern recognition. Time arriving method is intoduced in detail.

Keywords: Acoustic emission testing； Curved surface；Thee dimension strudture；         Location technique；Signal processing

声发射源定位方法按测试对象或测试定位要求主要可分为线定位、面定位和三维定位。其中面定位又可分为平面定位和二维定位。按实现定位的方法原理，声发射源定位又可分为时差定位法、区域定位法.相关关系定位法和模式识别定位法。

时差定位法[1]根据同一声发射源所发出的声发射信号到达不同传感器的时间上的差异以及传感器布置的空间位置，通过它们的几何关系列出方程并进行求解，可得到声发射源的精确位置。时差定位法通常假定材料声传播各向同性,声速为常数，是目前线性、平面应用最普遍的声发射源定位方法。时差定位法在复杂结构、各向异性材料以及声速不为单一常数情况时误差较大，应用有困难。另外，曲面时差定位法和三维声发射源时差定位法由于相对于线性平面时差定位法计算较复杂，目前实际应用较少。在此，将对曲面时差定位法和三维声发射源时差定位法进行介绍。

区域定位法[1]不是通过求解方程组来确定声发射源的坐标，而是根据接收到声发射源信号的传感器个数和相对时差次序来判断声发射源所在的小区域。区域定位法首先根据传感器以及检测材料的属性,以传感器为圆心划分出半径逐步增大的圆环，然后逐一在各圆环区域内产生模拟声发射信号,建立各区域的边界准则。实际检测时,将各个传感器检测到的信号与边界准则相比较,相符合时则认为该声发射源在该圆环区域内。同样,每个传感器都可以定位出这样的圆环区域声发射源的位置就在这些圆环的重复区域中。区域定位法简洁、不易误定位，但定位精度低。

信号相关关系定位法[2]根据同一声发射源同一时刻信号的相关特性来进行定位，主要用于连续声发射源信号定位,例如泄漏源声发射检测等。声发射源位置还可通过模式识别的算法来实现[3],即将不同声发射源位置认为是不同模式，对应声发射波形信号为相对应数据(可为一个传感器或多个传感器),应用模式识别的方法建立数据与模式(声发射源定位)的对应映射关系。模式识别定位法特别适用于材料各向异性、结构复杂的情况。