專利名稱：渦流激勵聲發射的信號快速處理技術的制作方法
技術領域：
本發明是渦流激勵聲發射的信號快速處理技術，此信號快速處理技術具有處理速度快、信號特征明顯、可信度高的特點，降低了外界環境對聲發射技術造成的噪聲干擾，即可以滿足工程應用的易用性和便捷性要求，又可以提高對信號的判定能力。
背景技術：
隨著制造技術的發展，要求材料在高溫、高壓、高速度和高負荷下有很好的性能和可靠性，這使得僅做個別截面的檢測無法滿足工業的要求，聲發射技術以其高靈敏性和動態監測特性成為關系民生安全方面的重要檢測方法。傳統聲發射技術一直存在很難從整體信號中提取局部缺陷微弱信號的難題，對于實際的工業應用而言，這極大地限制了聲發射檢測技術的可信度和應用范圍。渦流激勵聲發射檢測方法，能有效地在在缺陷處激發聲發射信號，但是主動激勵方式下的聲發射信號如何處理是一個亟待解決的問題。

發明內容
本發明使用快速傅里葉變換，可以實現對非鐵磁材料的金屬薄板裂紋型表面缺陷的電磁聲發射信號的快速處理以滿足工業應用的需要。本發明技術方案信號采集系統(2)，前置信號放大器，數據采集卡，帶通濾波系統，基于快速傅里葉變換的特征提取(3)，定位(4)。高靈敏性、高速、無畸變的信號采集系統采集到的聲發射信號經前置信號放大器放大后輸入到數據采集卡轉換為數字信號；經帶通濾波系統后，使用快速傅里葉變換進行信號的特征提取，實現對缺陷的判定，并實現定位。信號采集系統(2)由壓電傳感器陣列、耦合系統和傳輸線纜組成，實現對微弱的原始聲發射信號的撲捉和采集。基于快速傅里葉變換的特征提取(3)，使用快速傅里葉算法分別對采集的聲發射電壓信號進行時域和頻域分析，實現對信號的快速處理。頻域轉換后，提取不同激勵電流下的特征峰值頻率幅值強度，并在二維的笛卡爾坐標系里面標示相應的點，連接為曲線后可以清晰的看到缺陷的Kaiser效應點。本發明使用簡單的快速傅里葉算法，可以實現缺陷信號的特征提取，輸出的聲發射信號使用簡單的方法處理后具有很好的可閱讀性，提高了對缺陷的準確判定能力。


圖I是本發明的整體結構框圖；圖2是信號采集系統原理圖；圖3是基于快速傅里葉變換的特征提取原理圖；圖4是定位原理具體實施例方式下面結合實例和附圖對渦流激勵聲發射的信號快速處理技術作出詳細說明。如圖I所示，高靈敏性、高速、無畸變的信號采集系統(2)采集到的聲發射信號經前置信號放大器放大后輸入到數據采集卡轉換為數字信號；經帶通濾波系統后，使用快速傅里葉變換進行信號的特征提取(3)，實現對缺陷的判定，并實現定位(4)。如圖2所示，信號采集系統(2)由壓電傳感器陣列、耦合系統和傳輸線纜組成，實現對微弱的原始聲發射信號的撲捉和采集。如圖3所示，基于快速傅里葉變換的特征提取(3)，使用快速傅里葉算法分別對采集的聲發射電壓信號進行時域和頻域分析，實現對信號的快速處理。頻域轉換后，提取不同激勵電流下的特征峰值頻率幅值強度，并在二維的笛卡爾坐標系里面標示相應的點，連接為曲線后可以清晰的看到缺陷的Kaiser效應點。如圖4所示，二維平面定位使用三個或四個傳感器組成陣列進行定位。使用三個傳感器定位一般會得到兩個定位點，即一個真實AE源和一個偽AE源。采用四個傳感器構成菱形陣列進行二維平面定位，增加了一個約束條件，只得到一個真實的AE源。若由探頭 S1和S3間的時差At1得到雙曲線1，由探頭S2和S4間的時差At2得到雙曲線2，AE源為 Q，探頭S1和S3間距為a，探頭S2和S1的間距為b，波速為V，通過信號到達傳感器的時差可以得到信號源的準確位置。
權利要求
1.渦流激勵聲發射的信號快速處理技術，其特征在于，技術方案包括信號采集系統(2)，前置信號放大器，數據采集卡，帶通濾波系統，基于快速傅里葉變換的特征提取(3)，定位(4);高靈敏性、高速、無畸變的信號采集系統采集到的聲發射信號經前置信號放大器放大后輸入到數據采集卡轉換為數字信號；經帶通濾波系統后，使用快速傅里葉變換進行信號的特征提取，實現對缺陷的判定，并實現定位。
2.根據權利要求I所述的基于渦流激勵聲發射的非鐵磁材料金屬薄板電磁無損檢測技術，其特征還在于，信號采集系統(2)由壓電傳感器陣列、耦合系統和傳輸線纜組成，實現對微弱的原始聲發射信號的撲捉和采集。
3.根據權利要求I所述的基于渦流激勵聲發射的非鐵磁材料金屬薄板電磁無損檢測技術，其特征還在于，基于快速傅里葉變換的特征提取(3)，使用快速傅里葉算法分別對采集的聲發射電壓信號進行時域和頻域分析，實現對信號的快速處理；頻域轉換后，提取不同激勵電流下的特征峰值頻率幅值強度，并在二維的笛卡爾坐標系里面標示相應的點，連接為曲線后可以清晰的看到缺陷的Kaiser效應點。
4.根據權利要求I所述的基于渦流激勵聲發射的非鐵磁材料金屬薄板電磁無損檢測技術，其特征還在于，二維平面定位使用三個或四個傳感器組成陣列進行定位，通過信號到達傳感器的時差可以得到信號源的準確位置。
全文摘要
本發明是渦流激勵聲發射的信號快速處理技術，包括有信號采集系統，前置信號放大器，數據采集卡，帶通濾波系統，基于快速傅里葉變換的特征提取，定位。高靈敏性、高速、無畸變的信號采集系統采集到的聲發射信號經前置信號放大器放大后輸入到數據采集卡轉換為數字信號；經帶通濾波系統后，使用快速傅里葉變換進行信號的特征提取，實現對缺陷的判定和定位。本發明使用快速傅里葉變換，可以實現對非鐵磁材料的金屬薄板裂紋型表面缺陷的電磁聲發射信號的快速處理，具有處理速度快、信號特征明顯、可信度高的特點，此技術降低了外界環境對聲發射技術造成的噪聲干擾，可以滿足工程應用的易用性和便捷性要求，具有良好的工業應用價值。
文檔編號G01N29/44GK102590358SQ201210007660
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者劉素貞, 張獻, 張闖, 李勁松, 李陽, 楊慶新, 金亮 申請人:天津工業大學