声发射系统中如何得知声源(被测构件损坏位置)位置信息

发布日期:
2025-10-16

浏览次数:

在声发射系统中如果只是单纯的物理连接(传感器 -> 采集卡 -> 软件)是无法直接得出传感器位置和损坏位置的。软件中需要额外的、关键的前提条件才能计算出这些信息。

声发射系统中如何得知声源(被测构件损坏位置)位置信息 

整个流程可以分为两个主要阶段:系统设置与校准数据采集与定位

一、系统设置与校准

这一步的目的是将所有必要的几何和物理参数输入软件,为后续的自动定位计算奠定基础。

声发射系统中如何得知声源(被测构件损坏位置)位置信息 

1、布置传感器并确定其位置

物理布置:根据被测构件的大小和形状,规划传感器阵列。例如,在一块平板上,可以布置4个或以上的传感器形成一个矩形阵列。

建立坐标系:在构件上定义一个坐标系。例如,以构件的左下角或右下角为原点 (0, 0, 0)。

精确测量:使用卷尺、激光测距仪等工具,手动测量每一个传感器在该坐标系下的三维坐标 (X, Y, Z)。

将以上得出的每个传感器的坐标填入到软件中至此,软件知道每个传感器在空间中的确切位置。

 

2、测定波速

波速是声发射定位计算中最关键的参数之一通常需要通过断铅试验来实际测量构件中的平均波速

断铅试验:

在已知位置的几个点(例如,在传感器阵列包围的区域内)模拟声发射源。标准方法是用0.5mm的HB铅笔芯在构件表面折断(铅笔芯折断的瞬间会产生一个标准的微冲击信号)。

这个点的坐标是已知的,将其输入到软件端后,根据公式,软件利用已知的模拟源到各个传感器的距离和测量到的传播时间可以计算出一个平均波速。

亦可以在多个点进行多次断铅,计算出一个更精确、可靠的平均波速值。

 

二、数据采集与定位

声发射系统中如何得知声源(被测构件损坏位置)位置信息 

当系统完成全部设置与校准后,即进入可定位状态。

 

开始对构件进行加载(如加压、拉伸等),并启动软件的数据采集功能。一旦构件某处发生损伤,将产生声发射应力波。该应力波以预设波速向外传播,并被布置于不同位置的传感器依次捕获。软件会精确记录每个信号到达各传感器的绝对时间或相对时差。

 

随后,软件内置的定位算法(最常用的是时差定位法)开始运行。算法首先选取最先接收到信号的传感器作为时间基准,并计算其余传感器相对于该基准的到达时间差。结合已知的波速与传感器空间坐标,软件通过解算一组定位方程,反推出能与实测时差最佳匹配的声源空间位置。

 

最终,计算得到的声源坐标(X, Y, Z)将实时显示在软件的数据列表中,作为识别出的损伤位置。

 

 

三、总结

软件本质上是一个计算工具,其数据采集与损伤定位的准确性,核心依赖于预设参数的精确性。这些参数包括传感器位置、坐标系定义、波速以及定位算法等。它们共同构成了定位结果的精度保障。没有这些精确的前提条件,就不可能获得可靠的损伤定位信息。