[实用新型]用于使用啁啾解调生成声发射频谱的装置

说明书

公开了用于使用啁啾解调生成声发射频谱的装置。示例性装置包括：前置放大器，该前置放大器用于基于声发射源来调节声发射信号；解调器，该解调器用于基于将声发射信号与啁啾信号组合来生成经解调的声发射数据；以及发射机，该发射机用于将经解调的声发射数据发送到数据采集系统。

技术领域

本公开一般涉及声发射装置和方法，并且更具体地，涉及使用啁啾 (chirp)解调生成声发射谱的方法和装置。

背景技术

声发射传感器响应于经由声发射传感器的感测元件(例如，一个或多个压电晶体)感测、测量和/或检测到的声发射(例如，瞬态弹性波)而生成声发射信号(例如，电压信号)。声发射源可包括材料缺陷(例如，裂缝)的形成和/或传播，材料的滑移和/或位错运动等。

传统的声发射测量和检测环境包括声发射传感器、前置放大器、滤波器、放大器、模数转换器和数据处理设备(例如，计算机)。在这样的传统环境中，声发射信号通常经由前置放大器、滤波器、放大器和模数转换器进行调节和/或修改，然后在数据处理设备处进行分析以检测和/或表征与声发射信号相关联的声发射事件(例如，材料缺陷的形成和/或传播、泄漏率的确定等)。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种使用啁啾解调生成声发射谱的方法和装置，使得无需进行高速采样和广泛的后处理就能产生关于被监测和/或评估的材料的完整性和/或健康状况的有用信息。

本文公开了一种使用啁啾解调生成声发射频谱的装置。在一些公开的示例中，一种装置包括：前置放大器，所述前置放大器用于基于声发射源来调节声发射信号；解调器，所述解调器用于基于将所述声发射信号与啁啾信号组合来生成经解调的声发射数据；以及发射机，所述发射机用于将所述经解调的声发射数据发送到数据采集系统。

在一种实现中，所述前置放大器包括：用于加强所述声发射信号的放大器和用于移除不在频率带宽内的频率信息的滤波器。

在一种实现中，所述解调器进一步包括：啁啾发生器，所述啁啾发生器用于基于起始频率、结束频率或扫描时间中的至少一个来生成所述啁啾信号；以及混合器，所述混合器用于将所述啁啾信号与所述声发射信号组合以生成混合声发射数据；以及数据提取器，所述数据提取器用于：基于滤波器带宽对所述混合声发射数据进行滤波，以生成经滤波的混合声发射数据；以及将所述经滤波的混合声发射数据转换成所述经解调的声发射数据。

在一种实现中，所述经解调的声发射数据包括频谱数据或时均数据中的至少一个，以在测量时间段期间表征所述声发射源。

在一种实现中，生成所述经解调的声发射数据进一步包括：啁啾发生器，所述啁啾发生器用于以一频率生成所述啁啾信号；混合器，所述混合器用于将(1)处于所述频率的所述啁啾信号和(2)对应于测量带宽的声发射信号组合，以基于所述频率生成偏离所述测量带宽的单边带声发射信号；以及数据提取器，所述数据提取器用于基于所述频率和所述测量带宽以中间频率对所述单边带声发射信号的频谱信息进行采样；以及配置选择器，所述配置选择器用于选择所述测量带宽。

在一种实现中，所述装置进一步包括配置选择器，所述配置选择器用于通过修改放大器的增益、滤波器的带宽、啁啾发生器的起始频率值、所述啁啾发生器的结束频率值、所述啁啾发生器的扫描时间值或所述发射机的通信参数中的至少一个来调整所述前置放大器或所述解调器中的至少一个的参数。

在一种实现中，所述装置进一步包括呈现设备，所述呈现设备用于显示所述经解调的声发射数据。

在一些公开的示例中，一种方法包括：利用集成在声发射传感器中的前置放大器来基于声发射源调节声发射信号；生成啁啾信号；将所述声发射信号与所述啁啾信号组合；基于所组合的信号生成经解调的声发射数据；以及将所述经解调的声发射数据发送到数据采集系统。