聲發(fā)射檢測技術(shù)具有常規(guī)檢測技術(shù)不可替代的優(yōu)勢，特別是在在役壓力容器檢驗檢測方面，下面是小編精心推薦的聲發(fā)射檢測技術(shù)論文，希望你能有所感觸!

　　聲發(fā)射檢測技術(shù)論文篇一

　　聲發(fā)射檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向

　　【摘要】聲發(fā)射檢測技術(shù)具有常規(guī)檢測技術(shù)不可替代的優(yōu)勢，特別是在在役壓力容器檢驗檢測方面，不停產(chǎn)情況下實時監(jiān)控壓力容器的運行狀況，及作出剩余壽命的預測，本文介紹了生發(fā)射技術(shù)的發(fā)展過程及研究現(xiàn)狀，對推廣應用聲發(fā)射技術(shù)有重要意義。

　　【關鍵詞】油氣管線;缺陷;石油儲罐;聲發(fā)射

　　1.前言

　　石油儲罐的建設促進了我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，但同時也帶來潛在的危險。儲存介質(zhì)具有高溫、高壓、高腐蝕性等特征，罐壁、罐底容易發(fā)生腐蝕、疲勞或由于潛在缺陷擴展破裂等損傷，當腐蝕達到一定程度，會造成泄漏和爆炸等嚴重事故，造成人民的生命財產(chǎn)的巨大損失，嚴重污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡妨礙國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。在役石油儲罐的定期檢測是保證其安全運行的必要措施，許多事故隱患可以通過對在役石油儲罐的定期檢測來發(fā)現(xiàn)和消除。我勝利油田現(xiàn)有石油儲罐從幾百立方到數(shù)萬立方的大型儲罐大約共有幾千臺，為了保證人民的生命財產(chǎn)安全，及保護環(huán)境的必要性，對這些儲罐定期檢測尤為重要?，F(xiàn)行的檢測方法是停止使用并清罐后，用無損檢測設備進行罐底檢測，可以避免一些腐蝕引起的泄漏事故，但檢測周期長、費用高。對于一些大罐，全部操作過程可能要超過30天。有些大罐本來沒有缺陷，進行上面的一系列操作后，嚴重影響了生產(chǎn)的正常運行，造成了很大的資金浪費。

　　2.國內(nèi)外聲發(fā)射檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

　　聲發(fā)射AE(Acoustic Emission)是指材料內(nèi)部局部區(qū)域在外界(應力或溫度)的影響下，伴隨能量快速釋放而產(chǎn)生的瞬態(tài)彈性波現(xiàn)象，聲發(fā)射作為一種檢測技術(shù)起步于20世紀50年代的德國，20世紀60年代，該技術(shù)在美國原子能和宇航技術(shù)中迅速興起，并首次應用于玻璃鋼固體發(fā)動機殼體檢測;20世紀70年代，在日本、歐洲及我國相繼得到發(fā)展，但因當時的技術(shù)和經(jīng)驗所限，僅獲得有限的應用;20世紀80年代，開始獲得較為正確的評價，引起許多發(fā)達國家的重視，在理論研究、實驗研究和工業(yè)應用方面做了大量的工作，取得了相當?shù)倪M展。聲發(fā)射檢驗技術(shù)的基本原理是利用耦合在材料表面上的壓電陶瓷探頭將材料內(nèi)聲發(fā)射源產(chǎn)生的彈性波轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后用電子設備將電信號進行放大和處理，使之特性化，并予以顯示和記錄，從而獲得材料內(nèi)聲發(fā)射源的特性參數(shù)，通過分析檢驗過程中聲發(fā)射儀器所得的各種參數(shù)，即可知道材料內(nèi)部的缺陷情況。如果用多通道聲發(fā)射檢測系統(tǒng)，還可以確定聲發(fā)射源即缺陷的具體部位。

　　20世紀70年代初，Dunegan等人開展了現(xiàn)代聲發(fā)射儀器的研制，他們把試驗頻率提高到100kHz～1MHz，這是聲發(fā)射試驗技術(shù)的重大進展，現(xiàn)代聲發(fā)射儀器的研制成功，為聲發(fā)射技術(shù)從試驗室的材料研究階段走向在生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)視大型構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完整性應用創(chuàng)造了條件。隨著現(xiàn)代聲發(fā)射儀器的出現(xiàn)，20世紀70年代和80年代初，人們從聲發(fā)射源機制、波的傳播和聲發(fā)射信號分析方面開展了廣泛和深入的系統(tǒng)研究。聲發(fā)射儀器的發(fā)展是和聲發(fā)射技術(shù)本身的發(fā)展同步進行的，也分為幾個階段：

　　(1)單通道(或雙通道型)聲發(fā)射儀的產(chǎn)生，20世紀60年代末，產(chǎn)生了第一臺單通道型聲發(fā)射儀器，這種聲發(fā)射系統(tǒng)只有一個信號通道，功能單一，采用模擬電路，多為測量計數(shù)或能量類簡單參數(shù)，只用于實驗室試樣的粗略聲發(fā)射檢測。

　　(2)第一代多通道聲發(fā)射儀器出現(xiàn)在20世紀70年代，它把形成各種AE特征量輸出的多通道硬件模塊插在一個容納箱內(nèi)，通過內(nèi)部總線與當時流行的一臺標準小型計算機相連。

　　(3)20世紀80年代初，出現(xiàn)的第二代多通道聲發(fā)射系統(tǒng)把數(shù)據(jù)采集功能和顯示、存儲及計算功能相分離，由前端處理器獨立完成，并利用標準總線(如IEEE488)和直接存儲器存取(DMA)，加快數(shù)據(jù)的存儲和處理速度，在實時顯示方面也有一些改進。

　　(4)第三代多通道聲發(fā)射系統(tǒng)起始于80年代末，采用了分布式并行處理技術(shù)，在各單元間配置有效的通訊途徑以實現(xiàn)快速信息傳遞和緩沖，避免因通道接口的瓶頸效應而造成數(shù)據(jù)的死鎖和丟失，AE數(shù)據(jù)處理能力可達每秒幾千Hit以上。

　　(5)20世紀90年代，聲發(fā)射檢測系統(tǒng)進入了全數(shù)字式的第4代，全數(shù)字化AE檢測系統(tǒng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件配置上保留了第三代產(chǎn)品的優(yōu)點，放大后的AE信號不必再經(jīng)過一系列的模擬、數(shù)字電路才形成數(shù)字特征量，而是直接進行高速A/D轉(zhuǎn)換，提取相應特征量。我國在聲發(fā)射儀器的研制和生產(chǎn)上起步并不算太晚，已研制和生產(chǎn)了各種雙通道、4通道、8通道和更多通道(32通道)的聲發(fā)射，基本上屬于模擬聲發(fā)射儀器的范疇。國外在全數(shù)字式聲發(fā)射儀的研制上發(fā)展很快，典型代表是美國PAC公司的Mistras2001，德國Vallen公司的AMSY4和美國數(shù)字波形公司(DWC)的F-4000聲發(fā)射檢測儀等，其聲發(fā)射特征量全由數(shù)字信號提供，即聲發(fā)射傳感器的模擬信號在到達各種處理器之前首先被數(shù)(458中北大學學報(自然科學版)2006年第5期)字化，由于全部信號處理是對離散信號完成的，系統(tǒng)有很高的信噪比和很寬的動態(tài)范圍。

　　目前，國內(nèi)外的聲發(fā)射檢測技術(shù)研究主要有以下四個方面：

　　(1)理論研究方面，聲發(fā)射傳播理論、波形分析、聲發(fā)射傳感器的校正理論研究使得聲發(fā)射技術(shù)應用范圍不斷擴大。

　　(2)聲發(fā)射信號處理方面(尤其是數(shù)字信號處理技術(shù))的研究，對聲發(fā)射源性質(zhì)、信號的傳播特性等的認識的不斷研究，以提高聲發(fā)射技術(shù)檢測結(jié)果的可靠性和重復性。聲發(fā)射信號處理技術(shù)的發(fā)展同聲發(fā)射技術(shù)的發(fā)展，特別是同聲發(fā)射采集系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)代信號處理技術(shù)的發(fā)展息息相關。

　　(3)計算機技術(shù)、集成電路、人工神經(jīng)網(wǎng)絡等及模式識別技術(shù)的進一步研究，相關尖端技術(shù)在聲發(fā)射中得到了廣泛的應用，加之日益擴大的應用領域?qū)β暟l(fā)射技術(shù)的發(fā)展提出了新的要求等，促進了聲發(fā)射技術(shù)穩(wěn)步高速發(fā)展。

　　(4)聲發(fā)射儀器的發(fā)展，處理信息更快、更穩(wěn)定可靠的聲發(fā)射儀器以及配套軟件系統(tǒng)的研制，將為聲發(fā)射技術(shù)應用領域應用范圍進一步增大，以及提高在生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)視大型構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完整性應用創(chuàng)造條件。 　　3.我國的AE技術(shù)存在問題及發(fā)展方向

　　目前，我國的AE技術(shù)取得了很大進展，但與歐美等工業(yè)發(fā)達國家相比，在很多方面還有差距，主要需要解決的問題及聲發(fā)射技術(shù)發(fā)展方向包括：

　　(1)在儀器開發(fā)方面

　　在儀器開發(fā)方面，應進一步完善和提高現(xiàn)有機型的功能和可靠性，開發(fā)適用于各種工程檢測聲發(fā)射信號數(shù)據(jù)分析與處理軟件包，尤其是適用于埋地管道和油罐底部泄漏檢測的商品化儀器和軟件。

　　(2)在傳感器制造方面

　　在傳感器制造方面，應進一步完善和提高現(xiàn)有共振型傳感器的制造水平，開發(fā)低頻和高溫傳感器，并形成商品銷售。

　　(3)進一步拓展聲發(fā)射檢測技術(shù)的應用領域

　　應進一步拓展聲發(fā)射檢測技術(shù)的應用領域，重點開展橋梁、建筑、埋地管道和大型常壓油罐的聲發(fā)射檢測技術(shù)的研究和應用。

　　(4)進一步開展聲發(fā)射信號處理分析技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡模式識別的研究

　　應進一步開展聲發(fā)射信號處理分析技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡模式識別的研究，提高壓力容器、壓力管道和各種大型機械裝備的在線檢測應用水平。

　　(5)聲發(fā)射檢測設備整體框架結(jié)構(gòu)設計與研究

　　掌握聲發(fā)射傳播理論、聲發(fā)射傳感器的校正理論、信號采集理論、波形分析理論，以優(yōu)化聲發(fā)射檢測設備的功能流程，優(yōu)化功能模塊之間信息流的高效傳遞，提高聲信號采集、處理與分析的速度，調(diào)研勝利油田儲罐運行的特點，形成一套適合勝利油田聲發(fā)射聲發(fā)射檢測的理論體系。開發(fā)一套自動化、集成化和智能化程度更高，體積和重量更小的新一代數(shù)字化多通道聲發(fā)射檢測分析系統(tǒng)，使其能進行聲發(fā)射參數(shù)實時測量和聲發(fā)射源定位外，還可直接進行聲發(fā)射波形的觀察、顯示、記錄和頻譜分析，以大大提高聲發(fā)射源的定位功能和缺陷的檢出準確率。

　　(6)聲信號采集系統(tǒng)設計與研究

　　聲發(fā)射檢測的主要目的之一是識別產(chǎn)生聲發(fā)射源的部位和性質(zhì)，而聲發(fā)射信號的成功采集是該技術(shù)得以實現(xiàn)的重要前提，應用基于大規(guī)?？删幊碳呻娐芳夹g(shù)、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)設計數(shù)字化多通道聲信號采集系統(tǒng)，根據(jù)各種聲源產(chǎn)生的機理差異，信號發(fā)出的強弱、幅度以及頻率差異，優(yōu)化多路信號采集系統(tǒng)功能流程，優(yōu)化多路信號采集算法，使得各路聲源信號快速、不失真被采集到存儲器件中，供計算機處理分析。

　　參考文獻

　　[1]焦敬品，何存富，等.管道聲發(fā)射泄漏檢測技術(shù)研究進展[J].

　　[2]楊瑞峰，馬鐵華.聲發(fā)射技術(shù)研究及應用進展[J].中北大學學報，2006，05.

　　作者簡介：趙洪波(1979―)，男，山東東營人，現(xiàn)供職于中國石化集團勝利石油管理局海上石油工程技術(shù)檢驗中心，主要研究方向：土木工程計算機輔助CAE技術(shù)。

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