[发明专利]声发射检测中连接传感器的谐振传导杆

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于声发射信号检测的、金属材料结构或设备与声发射传感器之间信号传导的装置，特别是把固体材料在断裂损伤或内部裂纹活动时释放储存的能量产生的微弱声发射信号进行放大，从而增强检测或监视材料内部变化整个过程的装置。

背景技术

在材料加工、处理和使用过程和设备安装中有很多因素能引起内应力的变化，如位错运动、孪生、裂纹萌生与扩展、断裂、无扩散型相变、磁畴壁运动、热胀冷缩、外加负荷的变化等等，这些变化会严重损害材料和设备的安全，这些材料或者结构在外力和内力作用下产生变形或者断裂，就以弹性波的形式释放出应变能而发出声音，也就是声发射，利用接收声发射信号研究材料、动态评价结构的完整性称为声发射检测技术，这种探测技术能够将材料的机械振动转换为电信号，然后再被放大、处理和记录。1964年美国最早将声发射技术应用于检验产品质量，经过几十年的研究应用，人们近年来对将声发射信号检测对材料的范性形变、马氏体相变、裂纹扩展、应力腐蚀以及焊接过程产生裂纹和飞溅等检测到声发射信号，连续监视材料内部变化的整个过程都进行了研究，获得了迅速发展。因此，声发射检测技术是一种动态无损伤检测技术。但是由于发射信号较弱小而且还有环境噪声干扰，会影响到对声发射信号的判断，因此要对采集的信号进行处理，希望可以放大反应变形或断裂时发出的声发射信号，过滤其他无用的信号。有时产生声发射信号的环境还比较恶劣，如高温、高压、高湿或辐射，不能安装传感器，必须把声发射信号传导到适合传感器工作的环境。

最近，人们对声发射信号的传播特性，特别是耦合传导进行了大量生产研究，公开文献也有了一些报道，例如：

中国专利（CN94103537.9），“用于声发射检测的声耦合方法及装置”，用有磁性的换能器及有磁性的液体耦合剂来进行声发射检测。磁性液体耦合剂由磁性微粒、载体（可为机油、水、烃类化合物），分散剂（可为油酸、琥珀酸及其衍生物）组成。换能器按磁性材料安放位置的不同可有内置式和外置式两种。该方法进行声发射检测可以在不同检测位置（倾斜、垂直等）都确保耦合剂不流失，获得良好的耦合效果。

中国专利（CN 201110057898.2）“一种用于煤矿顶板声发射监测的单元结构”，包括至少一个共聚物压电岩层声发射传感单元，一个处理单元。传感单元获得100Hz到1MHz岩层声发射信号强度的变化，经过无源电缆(比如，可在直埋时防水、低电容、可达100m或更长的超强韧性高密度聚乙烯电缆)连接到处理单元，一个处理单元可以连接多个传感单元。传感单元实时获得地顶板岩层声发射信号，处理单元进行信号采集、预处理，并将预处理的数据通过无线或有线方式传输出去。

中国专利（CN200520009082.2）“一种声发射传感球压压头”，一种声发射传感球压头，实现对脆性材料的在线性能无损检测，特别是对尺寸较小的标准样品和不能放置在实验机上测试的实物，可以得到非常准确的测试结果。

中国专利（CN200520200834.3）“一种内孔缺陷预应力－声发射集成检测设备”，由径向弹性加载装置、镶嵌传感器的摩擦材料、声发射传感器以及装夹装置构成。声发射传感器牢固固定在摩擦材料上。当弹性径向加载装置膨胀作用力于内孔，如果内孔表面涂层产生缺陷，则产生声发射信号。同样，当弹性径向加载装置膨胀作用于内孔，然后在摩擦材料装夹装置的作用下沿轴向运动时，涂层与基体之间的结合不足、涂层内应力导致工作状态下产生裂纹等，也产生声发射信号。采用声发射传感器检测裂纹产生和扩展的信息，做到既不损害合格的再制造产品，又能够探测到萌生阶段的缺陷。适用于内孔涂层缺陷、裂纹等的检测领域。

中国专利（CN 201120152206.8）“一种地下岩体声发射信号聚焦传感装置”，包括一个导波构件，导波构件的末端固定连接有一个密闭的壳体，壳体内设有声透镜，在声透镜的焦点位置设有声音感应元件，声音感应元件与壳体固定连接，声音感应元件连接有信号传输线，导波构件安装在地下岩体内部，可以及时准确捕捉地下岩体破坏前期所释放的声发射信号，声透镜将声发射信号充分聚焦到声音感应元件上，声音感应元件将这些声发射信号转化为电信号，并通过信号传输线输出给后续处理装置，壳体为防锈金属制成的金属壳体，可以满足煤矿等特殊地下工程安全使用。