聲發(fā)射檢測原理

    從聲發(fā)射源產(chǎn)生的彈性波傳播到材料表面，引起可以用聲發(fā)射傳感器探測的表面位移，檢測儀器將材料的機械振動轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過放大、處理和記錄，固體材料中內(nèi)應(yīng)力的變化產(chǎn)生聲發(fā)射信號，在材料加工、處理和使用過程中很多因素能引起內(nèi)應(yīng)力的變化，如位錯、孿生、裂紋萌生與擴展、斷裂、相變、磁疇運動、熱脹冷縮、外加載荷等。

聲發(fā)射檢測的主要目的：
1、確定聲發(fā)射源的部位
2、分析聲發(fā)射源的性質(zhì)
3、確定聲發(fā)射發(fā)生的時間或載荷
4、評定聲發(fā)射源的嚴重性。

    聲發(fā)射檢測過程可以歸納為：從聲發(fā)射源發(fā)出的信號經(jīng)介質(zhì)傳播后到達換能器，由換能器接收并輸出電信號，根據(jù)這些電信號處理分析對聲發(fā)射源做出正確的解釋。但是由于聲發(fā)射源機制本身的復(fù)雜性，以及聲發(fā)射波傳播過程中出現(xiàn)的復(fù)雜情況，使這一領(lǐng)域還有許多問題未解決。
    聲發(fā)射的產(chǎn)生由于材料中局部區(qū)域快速卸載使彈性能得到釋放的結(jié)果。如果固體中所有的點在同一時間收到同一機械力作用，那么這個物體在時間和空間上將同時發(fā)生運動變化，這個物體作為一個整體而運動，這個過程就不會產(chǎn)生波的過程，只有在局部作用時，物體各部分有速度變化，才出現(xiàn)波的過程。聲發(fā)射源快速卸載的時間決定聲發(fā)射信號的頻譜，卸載時間越短，能量釋放速度越快，聲發(fā)射信號的頻譜擴展的越高。能量釋放的速度取決于聲發(fā)射源的機制。理論計算表明，不同的材料和不同的聲源機構(gòu)，聲發(fā)射信號的頻率分量可以從次聲頻擴展到50兆赫的超聲頻。
   對于無限大或半無限大的理想介質(zhì)，當(dāng)產(chǎn)生局部變形時，不僅產(chǎn)生體積變形，而且產(chǎn)生剪切變形，因此，將激起兩種波，即縱波(壓縮波)和橫波(切變波)。他們以不同的速度在介質(zhì)中傳播。當(dāng)遇到不同界面時會產(chǎn)生反射和折射，任何一種波在界面反射時要產(chǎn)生波形變換，同時出現(xiàn)縱波和橫波，各自按照反射定律和折射定律反射和折射，另外，在固體表面還有沿表面?zhèn)鞑サ谋砻娌ā?br>（1） 壓縮波
在固體彈性介質(zhì)中壓縮變形以波形形式傳播，稱為彈性介質(zhì)中的壓縮波。由于質(zhì)點振動位移和波的傳播方向一致壓縮波即為縱波 。
（2） 切變波
在固體彈性介質(zhì)中剪切變形以波形形式傳播，稱為彈性介質(zhì)中的切變波。由于質(zhì)點振動位移和波的傳播方向垂直切變波即為橫波 。
（3） 表面波
在半無限大的固體物質(zhì)的平面狀或曲面狀界面上存在的界面波稱為表面波或瑞 利波。固體的表面波，其質(zhì)點運動是橢圓形的。若距表面的位置變深，振動振幅就迅速減少，在約一個波長深的位置上，質(zhì)點實際上處于靜止狀態(tài)，并不振動。
（4） 板波
如果固體物質(zhì)的尺寸進一步受到限制而成為板狀，則當(dāng)板厚小到某一程度時，瑞利波就不會存在而只能產(chǎn)生各種類型的板波，板波中*主要的一種是蘭姆波，即當(dāng)板厚與波長相當(dāng)?shù)那闆r下產(chǎn)生的波。
 
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