了解声发射
定义：什么是声发射？
声发射 声发射 (AE) 是指材料在变形、裂纹扩展、摩擦或其他不可逆微观结构变化过程中产生的瞬态弹性应力波。在机械状态监测中，声发射测试利用高灵敏度的超声波传感器（频率范围 100-1000 kHz）来检测这些高频应力波，从而对裂纹扩展、轴承磨损等活性损伤机制进行早期预警。 剥落, 应力腐蚀开裂, 以及用传统方法无法检测到的摩擦过程。 振动 分析。.
声发射分析是对振动分析的补充：振动分析检测的是机械运动，而声发射分析则检测微观层面的材料损伤，通常能更早地预警正在发生的故障。对于低速设备、压力容器和结构而言，声发射分析尤其有价值，因为在这些情况下，振动分析难以奏效或对关键损伤模式不敏感。.
声发射源
与裂缝相关的
- 裂纹扩展： 裂纹的每一次扩展都会释放应力波
- 裂缝开启/关闭： 呼吸裂缝会产生排放物
- 微裂纹： 可见损伤前的细微裂缝
- 敏感性： 能在振动变化发生前数月检测到裂纹活动。
轴承缺陷
- 剥落事件（材料脱落）
- 表面裂纹扩展
- 粗糙度接触和摩擦
- 在某些情况下，检测比包络分析更早。
摩擦与磨损
- 滑动接触产生排放
- 粘附磨损事件
- 润滑故障
- 活动服的持续排放
材料变形
- 过载作用下的塑性变形
- 复合材料分层
- 纤维断裂
测量系统
AE传感器
- 谐振式压电传感器（100-1000 kHz）
- 安装在带有耦合剂的结构上
- 对超声应力波具有高灵敏度
- 对可听振动不敏感（已过滤掉）
信号处理
- 前置放大器： 传感器附近增益为 40-60 dB
- 筛选器： 100-1000 kHz 带通滤波器可消除低频振动
- 检测： 阈值跨越、命中计数、能量测量
- 分析： 事件参数（振幅、持续时间、能量、计数）
关键参数
- 点击次数： 排放事件数量
- 事件能量： 积分信号能量
- RMS 水平： 持续排放活动
- 振幅分布： 事件严重程度谱
机械应用
轴承监测
- 早期剥落检测（振动症状出现之前）
- 润滑状况评估
- 摩擦和磨损监测
- 与振动评估互补，用于全面评估
探伤
- 主动裂纹扩展监测
- 压力容器完整性
- 焊接检验
- 结构健康监测
齿轮和联轴器状况
- 牙齿接触质量
- 润滑充足性
- 磨损进展
- 耦合元件退化
低速设备
- 传统振动分析的不足之处（（低于 100 转/分）
- AE与速度无关
- 在任何速度下均有效，包括零速
优势
高灵敏度
- 能够检测微观层面的损伤
- 比振动更早的预警
- 对活跃的损伤过程敏感
源本地化
- 多个传感器可以三角定位声发射源
- 确定哪个组件正在退化
- 适用于复杂装配
速度独立性
- 可在任何速度下工作，包括静止状态
- 压力容器测试（不旋转）
- 超低速轴承
限制
复杂
- 需要专用设备和专业知识
- 复杂信号解读
- 背景噪声干扰
- 并非像振动那样简单的基于阈值的方法。
渗透率有限
- 高频波衰减迅速
- 传感器必须相对靠近源头。
- 大型结构可能需要许多传感器
环境敏感性
- 电噪声会干扰
- 机械冲击会产生错误信号
- 需要安静的环境
与振动分析的集成
互补技术
- 声发射用于早期微观损伤检测
- 宏观机械条件下的振动
- 共同构成完整的图景
确认
- AE 表示活动性损伤
- 振动证实了故障的严重性并确定了具体故障点。
- 综合起来的置信度高于单独使用任何一种置信度。
声发射技术通过检测材料损伤和变形过程中产生的超声波应力波，提供独特的早期预警能力。虽然需要专门的设备和技术，但声发射测试能够识别微观层面的活动损伤，从而在宏观振动变化发生之前就识别出来，是对传统振动分析的有效补充，使易裂纹部件和低速设备能够尽早得到干预。.
类别
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