声发射(AE)动态监控的原理和应用

　　声发射(AeoustieEmission，简称AE)，是指固体材料或构件，在外力(或内力)作用下，产生弹性和塑性变形、开裂、相变、及磁效应等动态过程中，伴随着以应力波形式快速释放能量的物理现象。所以也称为应力波发射(stresswaveemission).声发射技术作为一种新兴的动态监控手段，自本世纪六十年代中期在美国开始引人对火箭固体发动机壳体和原子能反应堆管道的故障监控以来，已表现出该项技术明显的优势，引起了各国专家的极大兴趣.美、日、德、法等工业发达国家，相继开展了声发射技术的应用研究，并在一些工业部门中取得了很多成果。

　　据日本《三菱重工技报》1984年发表的统计资料称:‘截止1979年，世界上在石油化工、核反应堆、发电厂、桥梁建筑、地质采矿等19个工业部门中，应用声发射在线监控系统的至少已有1150例’。我国自1973年开始研究和应用声发射技术以来，也在航空航天、核工业、石油化工等部门中取得了可喜的进展，有相当一批成果得到推广应用。

　　声发射动态监控的原理和特点

　　声发射技术在动态监控领域中显示出明显的优势，是由于声发射固有的物理特性所决定的.声发射监控的主要特点有:

　　1.具有对应力的记忆特性，也可称为不可逆性或称凯瑟效应。这是德国学者J.Kaiser于1950年在慕尼黑工业大学完成的博士论文中提出的对声发射现象的最重大发现。其内容是:在金属材料受到拉伸时，当应力不超过以前所受到的最大拉应力时，没有声发射现象产生;但当应力一旦超过以前所受到的最大拉应力时，声发射活动就显著增加.这就说明金属材料的声发射活动具有记忆特性，可以通过检测声发射活动，检测到金属材料历史上所受过的最大拉应力。在以后各国学者的研究中，发现岩石、陶瓷和复合材料中都有凯瑟效应。

　　2.声发射动态监控是检测运行中设备自身发出的信号(声源)，而信号来自运行中设备内部的变形、裂纹等缺陷，即这些缺陷主动参加检测，从而可根据监测到的信号了解设备(监控对象)处于怎样的动态过程中。并且可利用AE波在介质中的传递规律，合理布置AE波探头组合来确定缺陷所在位置，即进行缺陷定位。另外，还可用少量探头进行大范围的监控，以提高动态监控效率和可靠性。

　　3.声发射波有较宽的分布频域(从声频到数十兆赫)，目前用于监控的频域主要在IOOkHz一1MHz，这就可排除生产现场很多噪声的干扰，提高信号的信噪比。

　　由上述特点可知:声发射监控可一长期、连续地监视缺陷的动态发展，可对运行中的设备作早期预报，确保生产安全，这是其它监控方法所不能实现的。因为其它监控方法，只能检测出已有缺陷的大小，而不能判断缺陷是否发展，对设备的危害程度如何。