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不同频率声发射传感器在不同场合中的运用

声发射技术已成为实验应力分析的一种有力工具,例如在断裂试验中,可用来检测裂纹和研究腐蚀断裂过程,以及监视构件的疲劳断裂扩展等。声发射技术还可以用于评价构件的完整性,判断结构的危险程度[1]。声发射传感器是声发射检测系统的重要部分,是影响系统整体性能重要因素。声发射传感器设计不合理,或许使得接受到的信号和希望接受到的声发射信号有较大差别,直接影响采集到的数据真实度和数据处理结果。在声发射检测中,大多使用的也是谐振式声发射传感器和宽带响应的声发射传感器。下面编者主要对不同频段声发射传感器的运用场合做一个总结:
工具/原料
1

PXR系列谐振式声发射传感器

2

FUJI富士声发射传感器

1.较低频段:
1

10kHz~70kHz  适用场合:适合于检测金属管道泄漏等场合的声发射信号;传感器型号  PXR02

2

20kHz~110kHz适用场合:煤岩等较软的岩石结构中的声发射信号传感器型号 PXR03  AE303S

3

30kHz~140kHz 适用场合:变压器、GIS设备、开关柜局部放电的声发射信号传感器型号  PXR04  AE503D在部分设备打火放电的场合,且不适合接触式的检测传感器型号  PXR04A空气耦合传感器

4

40kHz~100kHz适用场合:混凝土材料结构的声发射信号传感器型号  PXR07

2.中频段:
1

80kHz~400kHz适用场合:花岗岩等硬脆性岩石结构的声发射信号传感器型号  PXR30

2

100kHz~300kHz适用场合:储罐、锅炉等压力容器的缺陷产生的声发射信号 传感器型号 PXR15  AE144S

3

100kHz~500kHz适用场合:刀具磨损检测场合 传感器型号  PXR30   PXR40  AE304S  AE404S

4

150-600kHz适用场合:钢材中焊接缺陷产生的声发射  传感器型号  PXR20  AE204S  AE204D(差分型)

3.较高频段:

300kHz~1000kHz适用场合:碳纤维、复合材料声发射信号的检测  传感器型号 PXR50  AE504S

4.较宽频段:

几十KHz~几MHz该类声发射传感器能检测到大部分材料的声发射信号,适合探测声发射源频率很丰富的材料,但其灵敏度不及上述谐振式传感器高,优点是其频响曲线非常平坦,可用作波形分析;在声发射检测之前,通常先用该类传感器检测材料的主要发声频段,再选择合适的高灵敏度声发射传感器对材料的缺陷进行实时检测。 传感器型号 1045S/1045D(差分型)   200k~1300kHz2045S                           300k~2200kHz5045S                           500k~4000KHz

参考资料:

【1】刘于凡.《中国大百科全书·力学》 (第一版):中国大百科全书出版社,1985:426

注意事项
1

声发射传感器的选择一般遵循三个步骤:1、确定尺寸、温度等使用条件;2、使用宽带传感器测出材料的发声频段;3、用高频率谐振式传感器替换宽带传感器进行实时监测。

2

差分型传感器由两片压电陶瓷片正负反接,在噪声大的环境下更能发挥优势。

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