專利名稱：渦流激勵聲發(fā)射的信號快速處理技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是渦流激勵聲發(fā)射的信號快速處理技術(shù)，此信號快速處理技術(shù)具有處理速度快、信號特征明顯、可信度高的特點(diǎn)，降低了外界環(huán)境對聲發(fā)射技術(shù)造成的噪聲干擾，即可以滿足工程應(yīng)用的易用性和便捷性要求，又可以提高對信號的判定能力。
背景技術(shù)：
隨著制造技術(shù)的發(fā)展，要求材料在高溫、高壓、高速度和高負(fù)荷下有很好的性能和可靠性，這使得僅做個(gè)別截面的檢測無法滿足工業(yè)的要求，聲發(fā)射技術(shù)以其高靈敏性和動態(tài)監(jiān)測特性成為關(guān)系民生安全方面的重要檢測方法。傳統(tǒng)聲發(fā)射技術(shù)一直存在很難從整體信號中提取局部缺陷微弱信號的難題，對于實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用而言，這極大地限制了聲發(fā)射檢測技術(shù)的可信度和應(yīng)用范圍。渦流激勵聲發(fā)射檢測方法，能有效地在在缺陷處激發(fā)聲發(fā)射信號，但是主動激勵方式下的聲發(fā)射信號如何處理是一個(gè)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明使用快速傅里葉變換，可以實(shí)現(xiàn)對非鐵磁材料的金屬薄板裂紋型表面缺陷的電磁聲發(fā)射信號的快速處理以滿足工業(yè)應(yīng)用的需要。本發(fā)明技術(shù)方案信號采集系統(tǒng)(2)，前置信號放大器，數(shù)據(jù)采集卡，帶通濾波系統(tǒng)，基于快速傅里葉變換的特征提取(3)，定位(4)。高靈敏性、高速、無畸變的信號采集系統(tǒng)采集到的聲發(fā)射信號經(jīng)前置信號放大器放大后輸入到數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；經(jīng)帶通濾波系統(tǒng)后，使用快速傅里葉變換進(jìn)行信號的特征提取，實(shí)現(xiàn)對缺陷的判定，并實(shí)現(xiàn)定位。信號采集系統(tǒng)(2)由壓電傳感器陣列、耦合系統(tǒng)和傳輸線纜組成，實(shí)現(xiàn)對微弱的原始聲發(fā)射信號的撲捉和采集?；诳焖俑道锶~變換的特征提取(3)，使用快速傅里葉算法分別對采集的聲發(fā)射電壓信號進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，實(shí)現(xiàn)對信號的快速處理。頻域轉(zhuǎn)換后，提取不同激勵電流下的特征峰值頻率幅值強(qiáng)度，并在二維的笛卡爾坐標(biāo)系里面標(biāo)示相應(yīng)的點(diǎn)，連接為曲線后可以清晰的看到缺陷的Kaiser效應(yīng)點(diǎn)。本發(fā)明使用簡單的快速傅里葉算法，可以實(shí)現(xiàn)缺陷信號的特征提取，輸出的聲發(fā)射信號使用簡單的方法處理后具有很好的可閱讀性，提高了對缺陷的準(zhǔn)確判定能力。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖；圖2是信號采集系統(tǒng)原理圖；圖3是基于快速傅里葉變換的特征提取原理圖；圖4是定位原理具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例和附圖對渦流激勵聲發(fā)射的信號快速處理技術(shù)作出詳細(xì)說明。如圖I所示，高靈敏性、高速、無畸變的信號采集系統(tǒng)(2)采集到的聲發(fā)射信號經(jīng)前置信號放大器放大后輸入到數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；經(jīng)帶通濾波系統(tǒng)后，使用快速傅里葉變換進(jìn)行信號的特征提取(3)，實(shí)現(xiàn)對缺陷的判定，并實(shí)現(xiàn)定位(4)。如圖2所示，信號采集系統(tǒng)(2)由壓電傳感器陣列、耦合系統(tǒng)和傳輸線纜組成，實(shí)現(xiàn)對微弱的原始聲發(fā)射信號的撲捉和采集。如圖3所示，基于快速傅里葉變換的特征提取(3)，使用快速傅里葉算法分別對采集的聲發(fā)射電壓信號進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，實(shí)現(xiàn)對信號的快速處理。頻域轉(zhuǎn)換后，提取不同激勵電流下的特征峰值頻率幅值強(qiáng)度，并在二維的笛卡爾坐標(biāo)系里面標(biāo)示相應(yīng)的點(diǎn)，連接為曲線后可以清晰的看到缺陷的Kaiser效應(yīng)點(diǎn)。如圖4所示，二維平面定位使用三個(gè)或四個(gè)傳感器組成陣列進(jìn)行定位。使用三個(gè)傳感器定位一般會得到兩個(gè)定位點(diǎn)，即一個(gè)真實(shí)AE源和一個(gè)偽AE源。采用四個(gè)傳感器構(gòu)成菱形陣列進(jìn)行二維平面定位，增加了一個(gè)約束條件，只得到一個(gè)真實(shí)的AE源。若由探頭 S1和S3間的時(shí)差A(yù)t1得到雙曲線1，由探頭S2和S4間的時(shí)差A(yù)t2得到雙曲線2，AE源為 Q，探頭S1和S3間距為a，探頭S2和S1的間距為b，波速為V，通過信號到達(dá)傳感器的時(shí)差可以得到信號源的準(zhǔn)確位置。
權(quán)利要求
1.渦流激勵聲發(fā)射的信號快速處理技術(shù)，其特征在于，技術(shù)方案包括信號采集系統(tǒng)(2)，前置信號放大器，數(shù)據(jù)采集卡，帶通濾波系統(tǒng)，基于快速傅里葉變換的特征提取(3)，定位(4);高靈敏性、高速、無畸變的信號采集系統(tǒng)采集到的聲發(fā)射信號經(jīng)前置信號放大器放大后輸入到數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；經(jīng)帶通濾波系統(tǒng)后，使用快速傅里葉變換進(jìn)行信號的特征提取，實(shí)現(xiàn)對缺陷的判定，并實(shí)現(xiàn)定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于渦流激勵聲發(fā)射的非鐵磁材料金屬薄板電磁無損檢測技術(shù)，其特征還在于，信號采集系統(tǒng)(2)由壓電傳感器陣列、耦合系統(tǒng)和傳輸線纜組成，實(shí)現(xiàn)對微弱的原始聲發(fā)射信號的撲捉和采集。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于渦流激勵聲發(fā)射的非鐵磁材料金屬薄板電磁無損檢測技術(shù)，其特征還在于，基于快速傅里葉變換的特征提取(3)，使用快速傅里葉算法分別對采集的聲發(fā)射電壓信號進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，實(shí)現(xiàn)對信號的快速處理；頻域轉(zhuǎn)換后，提取不同激勵電流下的特征峰值頻率幅值強(qiáng)度，并在二維的笛卡爾坐標(biāo)系里面標(biāo)示相應(yīng)的點(diǎn)，連接為曲線后可以清晰的看到缺陷的Kaiser效應(yīng)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于渦流激勵聲發(fā)射的非鐵磁材料金屬薄板電磁無損檢測技術(shù)，其特征還在于，二維平面定位使用三個(gè)或四個(gè)傳感器組成陣列進(jìn)行定位，通過信號到達(dá)傳感器的時(shí)差可以得到信號源的準(zhǔn)確位置。
全文摘要
本發(fā)明是渦流激勵聲發(fā)射的信號快速處理技術(shù)，包括有信號采集系統(tǒng)，前置信號放大器，數(shù)據(jù)采集卡，帶通濾波系統(tǒng)，基于快速傅里葉變換的特征提取，定位。高靈敏性、高速、無畸變的信號采集系統(tǒng)采集到的聲發(fā)射信號經(jīng)前置信號放大器放大后輸入到數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；經(jīng)帶通濾波系統(tǒng)后，使用快速傅里葉變換進(jìn)行信號的特征提取，實(shí)現(xiàn)對缺陷的判定和定位。本發(fā)明使用快速傅里葉變換，可以實(shí)現(xiàn)對非鐵磁材料的金屬薄板裂紋型表面缺陷的電磁聲發(fā)射信號的快速處理，具有處理速度快、信號特征明顯、可信度高的特點(diǎn)，此技術(shù)降低了外界環(huán)境對聲發(fā)射技術(shù)造成的噪聲干擾，可以滿足工程應(yīng)用的易用性和便捷性要求，具有良好的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號G01N29/44GK102590358SQ201210007660
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者劉素貞, 張獻(xiàn), 張闖, 李勁松, 李陽, 楊慶新, 金亮 申請人:天津工業(yè)大學(xué)