材料在应力作用下的变形与裂纹扩展，是结构失效的重要机制。声波（声发射）无损检测技术，可以推断损伤情况和发展规律，对结构件损伤发生和发展趋势做出预测。
结构材料中的裂纹、形变、脱粘分层等损伤过程常伴有声波（声发射）信号产生，接收分析这个声波并判断损伤程度和位置，对结构件完整性做出健康评价，用户能够及时对结构件早期损伤进行维修，延长结构件的寿命。
365天在线声发射监测检测，全过程自动分析结果，物联网远程操作使用。
实现了各种材料的结构件损伤声波（声发射）监测检测，并把损伤等级推送给用户。用户可根据等级及时开展对应维修，以延长结构件寿命，杜绝设备因结构件失效导致的事故和损失。
适用于各种材料设备（如桥梁、风电、刀具、储罐、作业平台等设备）的结构件损伤监测。例如：桥梁大坝等金属非金属结构的裂纹开裂，石油化工设备压力容器等金属结构的裂纹开裂，阀门管道等结构的裂纹开裂，发电机、车床等转动设备结构的裂纹开裂等。
原理：结构件在长期服役过程中,通常会受到复杂载荷的作用,令其内部或表面产生裂纹,进而产生声波（声发射）信号，信号沿表面传播，被安装在悬臂梁上的声发射传感器接收，RAEM1分析处理信号，通过RAEM1内置的通讯模块将数据发送至云端服务器，云平台远程监测结构件实时状况。
| 系统组成 | 通讯方式 |
| 声发射传感器、RAEM1声波（声发射）检测仪、云服务器、客户端 | 4G、WiFi、网口 |
原理：结构件在长期服役过程中,通常会受到复杂载荷的作用,令其内部或表面产生裂纹,进而产生声波（声发射）信号，信号沿表面传播，被安装在悬臂梁上的声发射传感器接收，RAEM1-6分析处理信号，通过RAEM1-6内置的通讯模块将数据发送至云端服务器，云平台远程监测结构件实时状况。
| 系统组成 | 通讯方式 |
| 声发射传感器、RAEM1-6声波（声发射）检测仪、云服务器、客户端 | 4G、WiFi、网口 |
a)关键部位安装设备，检测监测结构件损伤状态；
b)分析验证，得到判据标准；
c)合理配置参数、评级参数；
d)开启监测，达到报警界限，手机、云平台推送报警信息。
智能采集器
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| 名称 | RAEM1-6声波（声发射）检测仪 | RAEM1声波（声发射）检测仪 |
| 采样频率 | 单个通道最大采样率2M点/秒 | 单个通道最大采样率2M点/秒 |
| 采样精度 | 16位 | 16位 |
| 通道数 | 单通道、6通道或级联使用 | 单通道或多通道组合使用 |
| 输入带宽 | 10KHz-800KHz | 10KHz-800KHz |
| 系统噪声 | 优于30dB | 优于30dB |
| 动态范围 | 70dB | 70dB |
| 模拟滤波器 | 30kHz、125kHz两个高通滤波器，80kHz、175kHz两个低通滤波器组合，默认30kHz~80kHz，125kHz~175kHz两种带通滤波器组合，出厂固定 | 30kHz、125kHz两个高通滤波器，80kHz、175kHz两个低通滤波器组合，默认30kHz~80kHz，125kHz~175kHz两种带通滤波器组合，出厂固定 |
| 数字滤波器 | 0kHz~1000kHz频率范围内任意数值设置直通、高通、低通、带通（结合模拟滤波器使用） | 256阶的FIR滤波器，0kHz~1000kHz频率范围内任意数值设置直通、高通、低通、带通 |
| 传感器 | 内置前放系列传感器，三种内置前放可选：28V40dB，12V34dB，5V26dB | 内置前放系列传感器，三种内置前放可选：28V40dB，12V34dB，5V26dB |
| 数据输出 | 波形、参数、参数评级 | 波形、参数、参数评级 |
| AE特征参数参数 | 到达时间，幅度，振铃计数，能量，上升时间，上升计数，持续时间，RMS，ASL，峰值频率，质心频率，5个局部功率谱占比 | 到达时间，幅度，振铃计数，能量，上升时间，上升计数，持续时间，RMS，ASL，峰值频率，质心频率，5个局部功率谱占比 |
| 内置SD卡容量 | 64G（可拓展至512G） | 64G（可拓展至512G） |
| 通讯方式 | 4G、网口、WiFi | 4G、网口、WiFi、RS485 |
| 供电 | 12VDC | 12VDC |
| 尺寸 | 长×宽×高：22cm×13cm×8cm | 圆筒直径φ62mm，高度 100mm |
| 重量 | 1.6kg | 220g |
| 安装 | / | 底部自带磁性，可吸附于被测物体表面 |
| 防护等级 | / | IP65 |
| 工作温度 | -20℃~60℃（WiFi版本为0℃~60℃） | -20℃~60℃（WiFi版本为0℃~60℃） |
| 优势 | 基于Linus操作系统，性能稳定，具有无线通信能力，适合长时间远程无人值守监控，设备可级联组成大型监测系统。 | 集信号采集、信号分析、通讯数据输出于一体的智能声发射采集器，其底部带磁性，安装时可将设备直接与金属物体耦合。 |
台式声波（声发射）检测仪
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| 名称 | SAEU3H集成声波（声发射）检测仪 |
| 采样频率 | 单个通道最大采样率10M点/秒，采样率连续可调，每个通道可独立设置 |
| 采样精度 | 16位 |
| 数据通过率 | 单个USB3.0接口连接通过率最大高于300MB/秒，两个独立USB3.0接口连接通过率最大高于600MB/秒 |
| 连续波形采集 | 10M/s采样率16位精度15通道连续波形连续采集 |
| 大通道数特征参数采集 | 10M/s采样率16位精度128通道特征参数数据采集及存储不丢失 |
| 采集卡通道数 | 每个采集卡具有4个独立通道 |
| 采集卡内存容量 | 1Gb每张采集卡 |
| 采集机箱 | 4通道、20通道、48通道三种基本型号机箱 |
| 通道扩展 | 多机箱可级联组成128通道声发射系统，每个机箱亦可作为独立主机使用 |
| 声发射信号处理 | 每个采集卡硬件均具有AE特征参数实时提取功能，通道可独立设置 |
| 波形采样长度 | 最大单个波形采样长度，每通道可同时达128k采样点，通道可独立设置 |
| 波形前采功能 | 触发前预采集长度可达128k采样点，通道可独立设置 |
| AE信号输入范围 | ±10V，可向下调整信号输入电压范围至±5V，±2V，±1V，±0.1V，通道可独立设置 |
| 响应频率 | 1kHz-2.5MHz（-3dB带宽） |
| 模拟滤波器 | 20kHz、100kHz、400kHz三个高通滤波器，100kHz、400kHz、1200kHz三个低通滤波器，通过软件选择各种组合，可逐个通道独立设置 |
| 硬件实时数字滤波器 | 1kHz-2MHz频率范围内任意数值设置直通、高通、低通、带通及带阻。 |
| 主机噪声 | ﹤15dB（空载） |
| 动态范围 | 85dB |
| 最大信号幅度 | 100dB（使用40dB前放，对应传感器输出为100毫伏） |
| 输入阻抗 | 50Ω |
| AE特征参数 | 过门限到达时间、峰值到达时间、幅度、振铃计数、持续时间、相对能量、绝对能量、信号强度、上升计数、上升时间、有效值RMS、平均值ASL、起始相位、12个外参、质心频率、峰值频率、5个局部功率谱、质心频率、原始频率、回荡频率、平均频率 |
| 外参采集 | 仪器标配8个模拟外参数输入通道，最多可扩展至96个外参通道，外参总采样率达到每秒1M采样点，采样精度16位，外参输入范围±10V，可通过软件变换为信号源的物理单位 |
| 报警输出 | 主机以开关、灯方式输出报警控制信号 |
| 机箱尺寸 |
4通道机箱：320mm×125mm×50mm；（长×宽×高）； 20通道机箱：308mm×225mm×133mm；（长×宽×高）； 48通道机箱：308mm×368mm×133mm；（长×宽×高） |
| 工作温度 | 10℃～﹢45℃ |
声发射传感器
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| 名称 | GI150窄频带内置前放一体化 | GI40窄频带内置前放一体化 |
| 谐振频率 | 150KHz | 40KHz |
| 频率范围 | 60KHz～400KHz | 15KHz～70KHz |
| 灵敏度 | >75dB | >75dB |
| 前置放大器 | 40dB28V | 40dB28V |
| 接口类型 | BNC | BNC |
| 防护等级 | IP62 | IP62 |
| 使用温度 | -20℃～50℃ | -20℃～50℃ |
| 尺寸(mm) | Ф30×36.5 | Ф30×57 |
数据上传到云端物联网平台（清诚云）显示分析。AE特征参数：到达时间，幅度，振铃计数，能量，上升时间，上升计数，持续时间，RMS，ASL，峰值频率，质心频率，5个局部功率谱占比。
远程配置：远程配置参数、定时配置。
相关图：使用参数表中包含的2个声发射参数为横、纵坐标，画出相关曲线或者分布点图、线图等。
系统自动评级，云端远程查看评级结果。声发射数据采用自动分级算法，由声发射特征参数得到强度级别，活度级别，综合级别，灵活设置，可满足不同行业标准的评级需求。
报警推送：达到合适的报警条件主动推送报警信息，报警方式：邮箱、短信。
SWAE声发射系统软件是实时采集分析和事后分析软件的集合，此外还可使用SWAE软件进行深度分析和处理以详细了解缺陷详细情况，如参数分析、定位分析、相关图分析、波形分析、快速傅里叶变换、小波变换等。
1）高温压力容器声波（声发射）监测
◆关键部位安装RAEM1，监测结构件损伤状态
◆开启采集
◆分析验证，得到判据标准
◆验证效果良好，关闭波形和参数输出
◆设置判据，输出得到手机平台推送信息
对某台球形高温压力容器，每4个月进行2个小时加压循环，检测数据结果如下表：
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1号高温 |
4个月 |
8个月 |
12个月 |
16个月 |
20个月 |
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幅度(dB) |
52 |
58 |
66 |
75 |
92 |
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强度等级 |
低强度 |
低强度 |
中强度 |
中强度 |
高强度 |
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活度等级 |
中活度 |
中活度 |
中活度 |
强活度 |
超强活度 |
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综合等级 |
II |
II |
II |
III |
IV |
按标准NBT 47013.9--2015-承压设备无损检测条款6评价结果与分级中的表2、表3、表5的声发射定位源的等级划分，确定a=60，b=80。得到各次检测的级别如上表。（幅度值取定位源中前5个最大的幅度的平均值，且已根据衰减测量结果加以修正）
第1、2、3次检测综合等级为II级；第4次检测综合等级为III级；第5次检测综合等级为IV级。
①云平台：
用户可通过云平台进行远程配置、远程监控，把数据上传到云平台进行显示分析。
图1：1号高温压力容器1号通道(qc_raem1_4g_89)，在第4、8、12、16、20个月的综合级别分别为：II，II，II，III，IV
②手机推送
到达报警界限，手机推送报警信息。报警方式：小程序、邮箱、短信、APP。
据云平台1号高温压力容器数据可知，2022年3月触碰3级报警线，2022年7月触碰4级报警线。手机同步收到报警推送。
③SWAE软件
可云端数据下载后使用清诚的SWAE软件进行深度分析，也可以直接发送到SWAE软件进行实时分析处理。
1号高温压力容器在第3次监测时触碰3级报警线。通过清诚的SWAE软件，可查看数据并定位缺陷部位（仅限于选配了RAEM1无线定位功能或选用RAEM1-6系列的设备才可使用）。
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图1 宜昌长江大桥 |
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G50沪渝高速宜昌长江公路大桥桥面钢板裂纹声波（声发射）在线监测
2）某化工厂球罐声发射检验
我司对某化工厂650m³球罐进行声发射检测，本次检测是在装置加压过程中进行声发射整体监测和数据采集，压力从 0MPa开始对被检容器进行数据采集，共进行1个加压循环。
图1加载程序图（P-T）
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图2传感器分布图 |
本次检测共布置22个探头（分3层，上下层布置6个，中间层布置8个，上下极各一个，排列成三角网络形式进行局部监测），每个探头均采用RAEM1内置电池带无线同步的采集器，具体布置位置如图2所示。
备注：探头均匀分布，垂直间距4221mm，赤道层水平间距4221mm，上下层水平间距3979mm，1号探头位于铭牌支柱上方。
图3升压阶段事件定位图
图4 保压阶段事件定位图
经过数据分析，本次声发射检测共发现有意义信号源4个S1~S4，如图3。声发射数据定位图见图3～图4。对该声发射源综合等级评定如下表：
| 编号 | 活性 | 强度 | 综合等级 |
| S1 | 中活性 | 低 | Ⅱ |
| S2 | 中活性 | 低 | Ⅱ |
| S3 | 中活性 | 低 | Ⅱ |
| S4 | 中活性 | 低 | Ⅱ |
该声发射源综合等级评定均为Ⅱ级，建议对该声发射源区进行其他常规检验方法的复验。
参考标准NB/T47013.9-2015《承压设备无损检测第9部分：声发射检测》。
优点：免布线，免供电，使用方便
3）金刚石合成过程钉锤开裂的声波（声发射）诊断
人工合成金刚石过程中，呈现正方体的芯料由六个钉锤施力加载，在某一个钉锤加载面收到破裂时，如不能及时停机，则六个钉锤会发生互相顶撞并全部报废的状况；之前由全人工进行人耳巡检，听到异响再跑过去停机，效率低且漏检率高，因此引入声发射在线监控技术，对压机合成过程实时监控对开裂信号发出报警，且引发合成压力机停机机制。
针对现场大幅值的噪声干扰，使用模拟和数字滤波器针对性的去燥，可有效提高检测动态范围；利用声发射独有的事件生成机制，利用空间滤波，可准确识别声源发生位置，并判断钉锤开裂信号。
4）禹城市绿健生物技术有限公司反应釜声发射检测
位于某公司公司磁力驱动反应釜于2011年4月制造，2011年8月投用，壳程介质为镍粉、葡萄糖。
检测实施前，根据检测技术要求，结合该罐具体情况编制了现场检测方案，并于2019年5月对该反应釜进行声发射检测。
通过内部水压填充，结合声发射对容器筒体和封头部位做检测，该容器平时最大工作压力为10.5Mpa，检测环节试验压力为11.6Mpa，经过一次加压循环，在最大工作压力和试验压力时做出声发射评价。
反应釜传感器布置示意图
经衰减测试，下底与上环缝之间可进行时差定位，共使用7个传感器，每个探头均采用RAEM1内置电池带无线同步的采集器，搅拌器法兰座一圈均布3个传感器4～5～6，等间距0.65米；上环缝均布3个传感器1～2～3，等间距1.67米；层间表面间距0.83米；上环缝到下底轴承座3.72米；4#传感器位于1#和2#传感器中线上。
反应釜升压阶段时差定位图
反应釜保压阶段时差定位图
对升压、保压环节声发射数据进行小振铃计数、长持续时间参数过滤后进行时差定位分析。
检验结论：发现一处声发射定位集中源区S1，其强度等级中强，活度等级中活，声发射综合等级为Ⅱ级，建议结合实际情况进行其它无损方法复验。
5）曲臂式高空作业平台声波（声发射）检测
曲臂式高空作业平台故障一般发生在玻璃钢（FRP），或发生金属悬臂的裂纹断裂、平台的失衡倾侧倒下等。
安装示意图
采集模块布置在曲臂式高空作业平台需要检测的部位，采集到的数据上传到云端，通过一定的算法判断出是否出现故障或隐患、判断故障严重程度和确定故障位置，把报警消息推送到客户端，避免重大事故的发生。
案例图
6）高温管线焊缝声波（声发射）监测方案
针对于容器上两道纵缝的监测，使用2个RAEM1单通道声波（声发射）监测模块，每套模块各包含一个用于裂纹检测的谐振为150KHz的高温传感器（350℃），一个宽带40dB放大器及一个采集器。
对所监测的每条焊缝中部位置进行局部保温层破拆，将声发射传感器贴合在焊缝附近并固定，通过同轴电缆将传感器、放大器和声发射采集器进行连接，此后可对保温层进行恢复，声发射采集器需要进行12V直流供电，可根据现场实际情况决定采集器安置位置。
传感器布置示意图
系统连接示意图
实现：
· 对容器在运行状态下的缺陷产生和扩展进行全天候监控；
· 利用缺陷产生的信号的发展趋势变化，对容器运行安全状态提供评估依据；
· 基于大量运行数据的处理，设定容器的安全运行状态预警，当缺陷活性达到一定程度时自动报警；
· 在容器过寿命运行时，根据缺陷信号发展评估容器安全状态，科学延长容器使用寿命。
