CN101609068B - 一种新型声学无损检测方法 - Google Patents
一种新型声学无损检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101609068B CN101609068B CN2008100712509A CN200810071250A CN101609068B CN 101609068 B CN101609068 B CN 101609068B CN 2008100712509 A CN2008100712509 A CN 2008100712509A CN 200810071250 A CN200810071250 A CN 200810071250A CN 101609068 B CN101609068 B CN 101609068B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- actual measurement
- amplitude
- demarcation
- coordinate system
- acoustic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000010998 test method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 236
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 104
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 21
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 16
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 3
- YTAHJIFKAKIKAV-XNMGPUDCSA-N [(1R)-3-morpholin-4-yl-1-phenylpropyl] N-[(3S)-2-oxo-5-phenyl-1,3-dihydro-1,4-benzodiazepin-3-yl]carbamate Chemical compound O=C1[C@H](N=C(C2=C(N1)C=CC=C2)C1=CC=CC=C1)NC(O[C@H](CCN1CCOCC1)C1=CC=CC=C1)=O YTAHJIFKAKIKAV-XNMGPUDCSA-N 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 2
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 2
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 2
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 206010025482 malaise Diseases 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- -1 pottery Substances 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008521 reorganization Effects 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000011079 streamline operation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明公开了一种新型声学无损检测方法，是在构件的正面并沿着该构件正面的形状设置有多个等间距或不等间距并按一定的分布方式排列的声学传感器；在构件的正面或背面采用锤击装置对构件的一个位置或多个位置按一定方式的锤击动作锤击构件；由此获得构件的声学信号；通过先标定后实测的方式，将标定声学信号、实测声学信号分别由计算机加以分析处理，并通过比较分析，进而得出实测构件的缺陷情况，从而为无损检测领域增添了一种新的无损检测方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种无损检测方法，特别是涉及一种以锤击方式来获取声学信号并加以分析处理的新型声学无损检测方法。
背景技术
无损检测NDT(nondestructive test)是对材料或工件实施一种不损害或不影响其未来使用性能或用途的检测手段，通过使用NDT，能发现材料或工件内部和表面所存在的缺陷，能测量工件的几何特征和尺寸，能测定材料或工件的内部组成、结构、物理性能和状态等。无损检测技术现已被广泛地应用于各个工业领域中，比如制造业、航天航空、石油化工等领域中。
在现有技术中已有多种可有效应用的无损检测方法，比如涡流检测方法、射线检测方法、磁记忆检测方法、漏磁检测方法、超声检测方法等等。涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法，它适用于导电材料；涡流检测是把导体接近通有交流电的线圈，由线圈建立交变磁场，该交变磁场通过导体，并与之发生电磁感应作用，在导体内建立涡流；导体中的涡流也会产生自己的磁场，涡流磁场的作用改变了原磁场的强弱，进而导致线圈电压和阻抗的改变；当导体表面或近表面出现缺陷时，将影响到涡流的强度和分布，涡流的变化又引起了检测线圈电压和阻抗的变化，根据这一变化，就可以间接地知道导体内缺陷的存在。磁记忆检测是利用交变载荷的作用下，在役铁磁性工件的缺陷和夹杂部位，会产生磁畴归一现象，并在其上出现漏磁场，在缺陷位置和/或内应力相对集中的地方，金属导磁率最小，其磁场切向分量具有最大值，而法向分量则改变符号，具有零值；对工件表面漏磁场法向分量进行扫描检测，便可确定应力集中区域，从而间接地判断该铁磁性工件是否存在缺陷。超声检测是利用超声波在被检测材料中传播时，材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化；在超声波进入物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，发射和接收器通过对反射波进行分析，来测量材料的厚度、来发现隐藏的内部缺陷，或来分析诸如金属、塑料、复合材料、陶瓷、橡胶以及玻璃等材料的特性等；超声波检测是使用高频率、高定向声波超声波在被检测材料中传播时，材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测，来了解被检测材料的性能和结构变化。
虽然，现有技术中已有多种无损检测方法，但各种无损检测方法各有其适用范围和局限性，比如涡流检测就比较适合于金属管、棒、材的检测，对表面缺陷的探测灵敏度很高，但是它不适宜于检测金属材料深层的内部缺陷。因此，就需要不断地开发和应用新的无损检测方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种新型声学无损检测方法，是以锤击工件使其产生对应的声学信号，以按一定分布方式排列的多个声学传感器来拾取该声学信号，并通过分析处理从而判断出被测工件的缺陷，从而为无损检测领域增添了一种新的无损检测方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型声学无损检测方法，包括标定和实测两个过程：
在标定过程中，包括如下步骤：
a.是在标定试件的正面并沿着该标定试件正面的形状设置有多个等间距或不等间距并按一定的分布方式排列的声学传感器；
b.在标定试件的正面或背面采用锤击装置对标定试件的一个位置或多个位置按一定方式的锤击动作锤击标定试件；
c.各声学传感器拾取所述锤击装置对所述标定试件的所述一个位置或多个位置所实施的一定方式的锤击动作而产生的标定声学信号；
d.各声学传感器分别将各自所拾取的标定声学信号经放大、滤波以及对应的模数转换后送至计算机处理系统；
e.计算机处理系统将各声学传感器所拾取的标定声学信号分别处理成对应于该声学传感器的以声压为幅值的时域线、频谱以及以振动为幅值的时域线、频谱；从而获得对应于每一声学传感器的以声压为幅值的标定时域线、标定频谱以及以振动为幅值的标定时域线、标定频谱，并存储在计算机系统中；
在实测过程中，包括如下步骤：
f.是在实测工件的正面并沿着该实测工件正面的形状设置有多个与标定过程设置方式相同的声学传感器；
g.在实测工件的正面或背面采用锤击装置对实测工件的一个位置或多个位置按照与标定过程相同方式的锤击动作锤击实测工件；
h.各声学传感器拾取所述锤击装置对实测工件的所述一个位置或多个位置所实施的与标定过程相同方式的锤击动作而产生的声学信号；
i.各声学传感器分别将各自所拾取的实测声学信号经放大、滤波以及对应的模数转换后送至计算机处理系统；
j.计算机处理系统将各声学传感器所拾取的实测声学信号分别处理成对应于该声学传感器的以声压为幅值的实测时域线、实测频谱以及以振动为幅值的实测时域线、实测频谱；从而获得对应于每一声学传感器的以声压为幅值的实测时域线、实测频谱以及以振动为幅值的实测时域线、实测频谱；
k.计算机处理系统分析比较对应于每一声学传感器的以声压为幅值的标定时域线、标定频谱以及以振动为幅值的标定时域线、标定频谱和以声压为幅值的实测时域线、实测频谱以及以振动为幅值的实测时域线、实测频谱之间的差异性，进而判断出缺陷的所在，同时在显示器中显示出各声学传感器的以声压为幅值的标定时域线、标定频谱以及以振动为幅值的标定时域线、标定频谱和以声压为幅值的实测时域线、实测频谱以及以振动为幅值的实测时域线、实测频谱。
进一步的，还包括通过建立新坐标系的方法进行分析处理：
在标定过程的步骤e之后还包括：
e1.计算机处理系统分别将各声学传感器的以声压为幅值的标定时域线融汇在同一个可被显示器所显示的标定新平面坐标系中，该标定新平面坐标系是以时间起始为原点并具有多个由原点向外呈射线性发散分布的X轴即时间轴，X轴的数量与声学传感器的数量相一致，每一时间轴上分别标有相对应的声学传感器的标定时域线；该以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系被保存在计算机处理系统中；
e2.计算机处理系统采用与步骤e1相同的方式，分别将各声学传感器的以声压为幅值的标定频谱、以振动为幅值的标定时域线、以振动为幅值的标定频谱分别融汇在可被显示器所显示的标定新平面坐标系中，从而获得包含有各声学传感器的以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系、以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系和以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系；该以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系、以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系和以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系分别被保存在计算机处理系统中；
在实测过程的步骤j之后还包括：
j1.计算机处理系统分别将各声学传感器的以声压为幅值的实测时域线融汇在同一个可被显示器所显示的实测新平面坐标系中，该实测新平面坐标系是以时间起始为原点并具有多个由原点向外呈射线性发散分布的X轴即时间轴，X轴的数量与声学传感器的数量相一致；每一时间轴上分别标有相对应的声学传感器的实测时域线；该以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系被保存在计算机处理系统中；
j2.计算机处理系统采用与步骤j1相同的方式，分别将各声学传感器的以声压为幅值的实测频谱、以振动为幅值的实测时域线、以振动为幅值的实测频谱分别融汇在可被显示器所显示的实测新平面坐标系中，从而获得包含有各声学传感器的以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系和以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系；该以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系和以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系分别被保存在计算机处理系统中；
步骤k更改为如下步骤：
k1.计算机处理系统分别将以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系与以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系相比较、以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系与以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系相比较、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系与以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系相比较、以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系与以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系相比较，根据实测新坐标系与标定新坐标系这间的差异从而判断出实测工件的缺陷；
k2.计算机处理系统通过显示器将以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系、以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系、以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系、以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系、以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系分别显示在同一界面中，并在实测新坐标系标出缺陷的图示。
所述的多个声学传感器按直线分布排列或曲线分布排列或圆线分布排列或椭圆线分布排列。
所述的多个声学传感器按平面分布排列或曲面分布排列。
所述的声学传感器为普通传感器或加速度传感器。
所述的锤击装置为手动锤击器械或电动锤击机械。
所述的锤击动作为调制方式打击。
本发明的一种新型声学无损检测方法，是以锤击工件方式使其产生对应的声学信号，锤击动作可以为单点打击(即打击一个点)，也可以为多点打击(即打击多个点)，由于可以采用多点打击，因此，具有取样面积大的特点。单个锤击位置和多个锤击时的位置的分布排列、声学传感器位置的分布排列，可以是规则的、随机分布的或按预先制定的特定方式。锤击动作为调制方式打击，调制方式通常包括调幅和调频，即包括打击力度的调制方式和打击节奏的调制方式，比如，均匀性的间隔打击就属于最简单的一种调制方式，但是对于打击力度的控制应当以不引起检测对象损伤为限度。锤击动作所产生的声学信号由多个声学传感器予以采集，这些声学传感器可以为直线分布排列，也可以为曲线分布排列，或可以为圆线分布排列，或还可以为椭圆线分布排列；可以平面分布，也可以曲面分布。所采用的声学传感器可以为普通传感器，也可以为加速度传感器，该声学传感器主要用来采集工件被锤击动作所产生的声压和振动，声压是大气压受到扰动后产生的变化，即为大气压强的余压，它相当于在大气压强上的叠加一个扰动引起的压强变化，对声压的测量是容易实现。振动是由于锤击动作打击工件时引起四周空气振荡，这种振荡方式其实就是声波，因此，对声波的测量也是容易实现的。
本发明的一种新型声学无损检测方法，对于声学传感器所采集的声学信号还可以进行去伪存真的处理，在现有技术中就有小波分析、神经网络、支撑矢量机、最大熵等方法可以被采用。
本发明的一种新型声学无损检测方法，是先采用标定的方式建立对应于标定试件的以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系、以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系、以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系、以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系，实测时，采用同样方式获取以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系、以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系、以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系，然后通过将实测新坐标系与对应的标定新坐标系进行比较，从而得出实测工件的缺陷情况。
本发明的有益效果是，由于采用了将多个声学传感器等间距或不等间距地分布排列在构件的一面(正面)，并以锤击工件方式使其产生对应的声学信号，由各声学传感器拾取该声学信号，然后通过建立新坐标系的方式分别获得以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系、以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系、以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系、以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系和以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系、以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系、以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系，然后再通过将实测新坐标系与对应的标定新坐标系进行比较，进而得出实测工件的缺陷情况，从而为无损检测领域增添了一种新的无损检测方法。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种新型声学无损检测方法不局限于实施例。
附图说明
图1是实施例一本发明的锤击点与声学传感器的位置分布图；
图2是实施例一本发明的以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系；
图3是实施例一本发明的以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系；
图4是实施例二本发明的锤击点与声学传感器的位置分布图；
图5是实施例二本发明的以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系；
图6是实施例二本发明的以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系；
图7是实施例三本发明的锤击点与声学传感器的位置分布图；
图8是实施例四本发明的锤击点与声学传感器的位置分布图；
图9是实施例五本发明的声学传感器沿构件的位置分布图；
图10是实施例六本发明的锤击点与声学传感器的位置分布图；
图11是实施例七本发明的声学传感器沿构件的分布状态图。
具体实施方式
实施例一，参见图1至图3所示，本发明的一种新型声学无损检测方法，包括标定和实测两个过程：
在标定过程中，包括如下步骤：
步骤a.是在标定试件的正面并沿着该标定试件正面的形状设置有三个等间距或并按直线分布排列的声学传感器；即声学传感器U1、声学传感器U2、声学传感器U3，声学传感器U1、声学传感器U2、声学传感器U3分别为普通传感器；
步骤b.在标定试件的正面或背面采用锤击装置对标定试件的一个位置W1按一定方式的锤击动作锤击标定试件，该锤击动作为单点方式的均匀性的间隔打击；
步骤c.声学传感器U1、声学传感器U2、声学传感器U3分别拾取所述锤击装置对所述标定试件的所述一个位置W1所实施的一定方式的锤击动作而产生的标定声学信号；
步骤d.声学传感器U1、声学传感器U2、声学传感器U3分别将各自所拾取的标定声学信号经放大、滤波以及对应的模数转换后送至计算机处理系统；
步骤e.计算机处理系统将声学传感器U1、声学传感器U2、声学传感器U3所拾取的标定声学信号分别处理成对应于该声学传感器U1、U2、U3的以声压为幅值的时域线、频谱以及以振动为幅值的时域线、频谱；从而获得对应于每一声学传感器U1、U2、U3的以声压为幅值的标定时域线、标定频谱以及以振动为幅值的标定时域线、标定频谱，并存储在计算机系统中；
步骤e1.计算机处理系统分别将声学传感器U1、U2、U3的以声压为幅值的标定时域线融汇在同一个可被显示器所显示的标定新平面坐标系中，该标定新平面坐标系是以时间起始为原点O并具有三个由原点O向外呈射线性发散分布的X轴即时间轴X1、X2、X3，X轴的数量与声学传感器的数量是相一致的；每一时间轴上分别标有相对应的声学传感器的标定时域线；即X1轴上标有声学传感器U1的标定时域线，X2轴上标有声学传感器U2的标定时域线，X3轴上标有声学传感器U3的标定时域线；该以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系被保存在计算机处理系统中；
步骤e2.计算机处理系统采用与步骤e1相同的方式，分别将声学传感器U1、U2、U3的以声压为幅值的标定频谱、以振动为幅值的标定时域线、以振动为幅值的标定频谱分别融汇在可被显示器所显示的标定新平面坐标系中，从而获得包含有声学传感器U1、U2、U3的以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系、以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系和以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系；该以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系、以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系和以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系分别被保存在计算机处理系统中；
在实测过程中，包括如下步骤；
步骤f.是在实测工件的正面并沿着该实测工件正面的形状设置有三个与标定过程设置方式相同的声学传感器U1、U2、U3；
步骤g.在实测工件的正面或背面采用锤击装置对实测工件的一个位置W1按照与标定过程相同方式的锤击动作锤击实测工件；
步骤h.声学传感器U1、U2、U3分别拾取所述锤击装置对实测工件的所述某一位置W1所实施的单点方式的均匀性的间隔打击的锤击动作而产生的声学信号；
步骤i.声学传感器U1、U2、U3分别将各自所拾取的实测声学信号经放大、滤波以及对应的模数转换后送至计算机处理系统；
步骤j.计算机处理系统将声学传感器U1、U2、U3所拾取的实测声学信号分别处理成对应于该声学传感器的以声压为幅值的实测时域线、实测频谱以及以振动为幅值的实测时域线、实测频谱；从而获得对应于每一声学传感器的以声压为幅值的实测时域线、实测频谱以及以振动为幅值的实测时域线、实测频谱；
步骤j1.计算机处理系统分别将声学传感器U1、U2、U3的以声压为幅值的实测时域线融汇在同一个可被显示器所显示的实测新平面坐标系中，该实测新平面坐标系是以时间起始为原点O并具有三个由原点O向外呈射线性发散分布的X轴即时间轴X1、X2、X3，X轴的数量与声学传感器的数量相一致；每一时间轴上分别标有相对应的声学传感器的实测时域线，即X1轴上标有声学传感器U1的实测时域线，X2轴上标有声学传感器U2的实测时域线，X3轴上标有声学传感器U3的实测时域线；该以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系被保存在计算机处理系统中；
步骤j2.计算机处理系统采用与步骤m相同的方式，分别将声学传感器U1、U2、U3的以声压为幅值的实测频谱、以振动为幅值的实测时域线、以振动为幅值的实测频谱分别融汇在同一个可被显示器所显示的实测新平面坐标系中，从而获得包含有声学传感器U1、U2、U3的以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系和以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系；该以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系和以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系分别被保存在计算机处理系统中；
步骤k1.计算机处理系统分别将以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系与以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系相比较、以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系与以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系相比较、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系与以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系相比较、以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系与以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系相比较，根据实测新坐标系与标定新坐标系之间的差异R从而判断出实测工件的缺陷；
步骤k2.计算机处理系统通过显示器将以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系、以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系、以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系、以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系、以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系分别显示在同一界面中，并在实测新坐标系标出缺陷R的图示。
本发明的一种新型声学无损检测方法，是以锤击工件方式使其产生对应的声学信号，锤击装置可以采用手动锤击器械，也可以采用电动锤击机械；锤击动作为单点打击(即打击一个点)，当然也可以为多点打击(即打击多个点)，由于可以采用多点打击，因此，具有取样面积大的特点。锤击动作为均匀性的间隔打击，当然，也可以为调制方式打击。上述锤击动作所产生的声学信号由多个声学传感器予以采集，这些声学传感器为直线分布排列，当然，也可以为曲线分布排列，或可以为圆线分布排列，或还可以为椭圆线分布排列；可以平面分布，也可以曲面分布。所采用的声学传感器为普通传感器，当然，也可以为加速度传感器，该声学传感器主要用来采集工件被锤击动作所产生的声压和振动，声压是大气压受到扰动后产生的变化，即为大气压强的余压，它相当于在大气压强上的叠加一个扰动引起的压强变化，对声压的测量是容易实现。振动是由于锤击动作打击工件时引起四周空气振荡，这种振荡方式其实就是声波，因此，对声波的测量也是容易实现的。
本发明的一种新型声学无损检测方法，对于声学传感器所采集的声学信号还可以进行去伪存真的处理，在现有技术中就有小波分析、神经网络、支撑矢量机、最大熵等方法可以被采用。
本发明的一种新型声学无损检测方法，是先采用标定的方式建立对应于标定试件的以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系、以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系、以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系、以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系，实测时，采用同样方式获取以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系、以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系、以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系，然后通过将实测新坐标系与对应的标定新坐标系进行比较，从而得出实测工件的缺陷情况。
本发明的一种新型声学无损检测方法，采用了计算机处理系统，计算机处理系统的硬件主要包括有CPU芯片、FPGA芯片和DSP芯片。CPU即中央处理器，是英文Central Processing Unit的缩写，是整个系统的核心，也是整个系统最高的执行单位，它负责整个系统指令的执行，数学与逻辑的运算，数据的存储与传送，以及对内对外输入与输出的控制，所以，CPU主要包含运算器、控制器及存储器。FPGA芯片(现场可编程门阵列)是专用集成电路(ASIC)中集成度最高的一种，用户可对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块重新配置，以实现用户的逻辑，因而也被用于对CPU的模拟，用户对FPGA的编程数据放在Flash芯片中，通过上电加载到FPGA中，对其进行初始化。也可在线对其编程，实现系统在线重构。DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。
实施例二，参见图4至图6所示，本发明的一种新型声学无损检测方法，与实施例一的不同之处在于，声学传感器采用六个，六个声学传感器U1、U2、U3、U4、U5、U6呈等间距分布，并分布成一圆线，锤击点为一个，锤击位置W1。
在标定过程的步骤e1中，计算机处理系统分别将声学传感器U1、U2、U3、U4、U5、U6的以声压为幅值的标定时域线融汇在同一个可被显示器所显示的标定新平面坐标系中，该标定新平面坐标系是以时间起始为原点O并具有六个由原点O向外呈射线性发散分布的X轴即时间轴X1、X2、X3、X4、X5、X6，X轴的数量与声学传感器的数量是相一致的；每一时间轴上分别标有相对应的声学传感器的标定时域线；即X1轴上标有声学传感器U1的标定时域线，X2轴上标有声学传感器U2的标定时域线，X3轴上标有声学传感器U3的标定时域线，X4轴上标有声学传感器U4的标定时域线，X5轴上标有声学传感器U5的标定时域线，X6轴上标有声学传感器U6的标定时域线；该以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系被保存在计算机处理系统中；
在实测过程的步骤j1中，计算机处理系统分别将声学传感器U1、U2、U3、U4、U5、U6的以声压为幅值的实测时域线融汇在同一个可被显示器所显示的实测新平面坐标系中，该实测新平面坐标系是以时间起始为原点O并具有六个由原点O向外呈射线性发散分布的X轴即时间轴X1、X2、X3、X4、X5、X6，X轴的数量与声学传感器的数量相一致；每一时间轴上分别标有相对应的声学传感器的实测时域线，即X1轴上标有声学传感器U1的实测时域线，X2轴上标有声学传感器U2的实测时域线，X3轴上标有声学传感器U3的实测时域线，X4轴上标有声学传感器U4的实测时域线，X5轴上标有声学传感器U5的实测时域线，X6轴上标有声学传感器U6的实测时域线；该以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系被保存在计算机处理系统中。
实施例三，参见图7所示，本发明的一种新型声学无损检测方法，与实施例二的不同之处在于，六个声学传感器U1、U2、U3、U4、U5、U6呈不等间距分布，并分布成一圆线，锤击点为一个。
实施例四，参见图8所示，本发明的一种新型声学无损检测方法，与实施例二的不同之处在于，六个声学传感器U1、U2、U3、U4、U5、U6呈不等间距分布，并分布成一弧线，该弧线处于一个平面中，锤击点为二个，即W1、W2，标定时是分别在位置W1、位置W2对标定试件实施锤击，并由六个声学传感器U1、U2、U3、U4、U5、U6分别采集对应于位置W1的声学传感信号和对应于位置W2的声学传感信号，进而建立对应的标定新坐标系；在实测时，同样是分别在对应位置W1、位置W2对实测工件实施锤击，并由六个声学传感器U1、U2、U3、U4、U5、U6分别采集对应于位置W1的声学传感信号和对应于位置W2的声学传感信号，进而建立对应的实测新坐标系，通过分析标定新坐标系与实测新坐标系的差异，判断出实测工件的缺陷。
实施例五，参见图9所示，本发明的一种新型声学无损检测方法，六个声学传感器U1、U2、U3、U4、U5、U6分布成弧线，与实施例四的不同之处在于，该弧线与构件10(标定时为标定试件，实测时为实测工件)的曲面相贴，此时的六个声学传感器可以安装在一柔性条带上，使六个声学传感器U1、U2、U3、U4、U5、U6可以沿柔性条带弯折。
实施例六，参见图10所示，本发明的一种新型声学无损检测方法，与实施例一的不同之处在于，声学传感器为九个，九个声学传感器U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9非等间距地分布在一个平面上，锤击点为三个，即位置W1、W2、W3。对于锤击点为多个的，可以对打击位置进行调制，即按照一定的编码次序，在多个位置实施打击。
实施例七，参见图11所示，本发明的一种新型声学无损检测方法，声学传感器为九个，与实施例六的不同之处在于，九个声学传感器U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9分布成一曲面，其平面投影可以设计成如图10所示的分布状态，采用曲面以对应于构件10的曲面形状，此时的九个声学传感器U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9可以安装在一柔性板20上，使九个声学传感器U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9可以沿柔性板20弯折成曲面以贴靠在曲面形状的曲面形状上，锤击点为三个，即位置W1、W2、W3，当然，锤击点也可以为更多个或少于三个。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种新型声学无损检测方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种新型声学无损检测方法，其特征在于：包括标定和实测两个过程：
在标定过程中，包括如下步骤：
a.是在标定试件的正面并沿着该标定试件正面的形状设置有多个等间距或不等间距并按一定的分布方式排列的声学传感器；
b.在标定试件的正面或背面采用锤击装置对标定试件的一个位置或多个位置按一定方式的锤击动作锤击标定试件；
c.各声学传感器拾取所述锤击装置对所述标定试件的所述一个位置或多个位置所实施的一定方式的锤击动作而产生的标定声学信号；
d.各声学传感器分别将各自所拾取的标定声学信号经放大、滤波以及对应的模数转换后送至计算机处理系统；
e.计算机处理系统将各声学传感器所拾取的标定声学信号分别处理成对应于该声学传感器的以声压为幅值的时域线、频谱以及以振动为幅值的时域线、频谱；从而获得对应于每一声学传感器的以声压为幅值的标定时域线、标定频谱以及以振动为幅值的标定时域线、标定频谱，并存储在计算机系统中；
e1.计算机处理系统分别将各声学传感器的以声压为幅值的标定时域线融汇在同一个可被显示器所显示的标定新平面坐标系中，该标定新平面坐标系是以时间起始为原点并具有多个由原点向外呈射线性发散分布的X轴即时间轴，X轴的数量与声学传感器的数量相一致，每一时间轴上分别标有相对应的声学传感器的标定时域线；该以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系被保存在计算机处理系统中；
e2.计算机处理系统采用与步骤e1相同的方式，分别将各声学传感器的以声压为幅值的标定频谱、以振动为幅值的标定时域线、以振动为幅值的标定频谱分别融汇在可被显示器所显示的标定新平面坐标系中，从而获得包含有各声学传感器的以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系、以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系和以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系；该以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系、以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系和以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系分别被保存在计算机处理系统中；
在实测过程中，包括如下步骤：
f.是在实测工件的正面并沿着该实测工件正面的形状设置有多个与标定过程设置方式相同的声学传感器；
g.在实测工件的正面或背面采用锤击装置对实测工件的一个位置或多个位置按照与标定过程相同方式的锤击动作锤击实测工件；
h.各声学传感器拾取所述锤击装置对实测工件的所述一个位置或多个位置所实施的与标定过程相同方式的锤击动作而产生的声学信号；
i.各声学传感器分别将各自所拾取的实测声学信号经放大、滤波以及对应的模数转换后送至计算机处理系统；
j.计算机处理系统将各声学传感器所拾取的实测声学信号分别处理成对应于该声学传感器的以声压为幅值的实测时域线、实测频谱以及以振动为幅值的实测时域线、实测频谱；从而获得对应于每一声学传感器的以声压为幅值的实测时域线、实测频谱以及以振动为幅值的实测时域线、实测频谱；
j1.计算机处理系统分别将各声学传感器的以声压为幅值的实测时域线融汇在同一个可被显示器所显示的实测新平面坐标系中，该实测新平面坐标系是以时间起始为原点并具有多个由原点向外呈射线性发散分布的X轴即时间轴，X轴的数量与声学传感器的数量相一致；每一时间轴上分别标有相对应的声学传感器的实测时域线；该以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系被保存在计算机处理系统中；
j2.计算机处理系统采用与步骤j1相同的方式，分别将各声学传感器的以声压为幅值的实测频谱、以振动为幅值的实测时域线、以振动为幅值的实测频谱分别融汇在可被显示器所显示的实测新平面坐标系中，从而获得包含有各声学传感器的以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系和以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系；该以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系和以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系分别被保存在计算机处理系统中；
k1.计算机处理系统分别将以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系与以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系相比较、以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系与以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系相比较、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系与以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系相比较、以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系与以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系相比较，根据实测新坐标系与标定新坐标系这间的差异从而判断出实测工件的缺陷；
k2.计算机处理系统通过显示器将以声压为幅值的实测时域线的实测新坐标系、以声压为幅值的标定时域线的标定新坐标系、以声压为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以声压为幅值的标定频谱的标定新坐标系、以振动为幅值的实测时域线的实测新坐标系、以振动为幅值的标定时域线的标定新坐标系、以振动为幅值的实测频谱的实测新坐标系、以振动为幅值的标定频谱的标定新坐标系分别显示在同一界面中，并在实测新坐标系标出缺陷的图示。
2.根据权利要求1所述的一种新型声学无损检测方法，其特征在于：所述的多个声学传感器按直线分布排列或曲线分布排列或圆线分布排列或椭圆线分布排列。
3.根据权利要求1所述的一种新型声学无损检测方法，其特征在于：所述的多个声学传感器按平面分布排列或曲面分布排列。
4.根据权利要求1所述的一种新型声学无损检测方法，其特征在于：所述的声学传感器为加速度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种新型声学无损检测方法，其特征在于：所述的锤击装置为手动锤击器械或电动锤击机械。
6.根据权利要求1所述的一种新型声学无损检测方法，其特征在于：所述的锤击动作为调制方式打击。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100712509A CN101609068B (zh) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | 一种新型声学无损检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100712509A CN101609068B (zh) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | 一种新型声学无损检测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101609068A CN101609068A (zh) | 2009-12-23 |
| CN101609068B true CN101609068B (zh) | 2011-11-09 |
Family
ID=41482897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100712509A Expired - Fee Related CN101609068B (zh) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | 一种新型声学无损检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101609068B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102435676B (zh) * | 2011-04-29 | 2013-12-18 | 比亚迪股份有限公司 | 一种通过声音检测非晶合金产品合格性的方法 |
| EP2771682B1 (en) | 2011-10-27 | 2019-01-23 | Larkin, Paul | Drive signal distribution for direct field acoustic testing |
| CN106323544B (zh) * | 2016-08-26 | 2019-10-11 | 上海交通大学 | 一种基于声压加载的薄膜传感器阵列标定装置及标定方法 |
| CN107764897B (zh) * | 2017-10-17 | 2020-03-20 | 四川升拓检测技术股份有限公司 | 基于空气加速度的非接触式连续移动式无损检测方法 |
| CN108088905B (zh) * | 2017-12-07 | 2020-05-12 | 山东理工大学 | 一种矩阵式墙体保温板连续性检测装置的检测方法 |
| CN109142535A (zh) * | 2018-04-08 | 2019-01-04 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于声学共振谱的圆锯片无损检测装置 |
| CN112986399B (zh) * | 2021-03-15 | 2022-06-28 | 南昌航空大学 | 一种电磁超声sh导波换能器及在线检测系统、方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1395097A (zh) * | 2002-08-03 | 2003-02-05 | 浙江大学 | 便携式西瓜测试仪 |
| CN1712950A (zh) * | 2005-07-04 | 2005-12-28 | 上海科鸣建筑工程技术有限公司 | 混凝土缺陷音频检测方法 |
| CN1719093A (zh) * | 2004-07-09 | 2006-01-11 | 林俊明 | 一种透过保温层/包覆层对金属管道腐蚀状况检测的方法 |
-
2008
- 2008-06-19 CN CN2008100712509A patent/CN101609068B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1395097A (zh) * | 2002-08-03 | 2003-02-05 | 浙江大学 | 便携式西瓜测试仪 |
| CN1719093A (zh) * | 2004-07-09 | 2006-01-11 | 林俊明 | 一种透过保温层/包覆层对金属管道腐蚀状况检测的方法 |
| CN1712950A (zh) * | 2005-07-04 | 2005-12-28 | 上海科鸣建筑工程技术有限公司 | 混凝土缺陷音频检测方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| JP特开2006-300809A 2006.11.02 |
| JP特开2006-322734A 2006.11.30 |
| 孙牵宇 等.基于SPCE61A的墙体空鼓声无损检测系统.《声学技术》.2007,第26卷(第6期),第1151-1154页，附图4. * |
| 沈建中 等.土木工程中的无损检测技术及其应用.《无损检测》.2000,第22卷(第11期),全文. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101609068A (zh) | 2009-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101609068B (zh) | 一种新型声学无损检测方法 | |
| CN101281168B (zh) | 一种利用改变激励模式来实现不同方式电磁检测的方法 | |
| CN104407049B (zh) | 一种微裂纹无损检测系统及其检测方法 | |
| CN106287240B (zh) | 一种基于声发射的管道泄漏检测装置及单传感器定位方法 | |
| CN107014668A (zh) | 一种基于压电和智能涂层传感器的疲劳裂纹综合监测方法 | |
| CN105987950A (zh) | 超声波探伤系统、超声波探伤方法及航空器零件制造方法 | |
| CN104820024A (zh) | 一种全向型A0模态Lamb波电磁声传感器 | |
| CN105954359B (zh) | 复杂形状零件内部缺陷分布式超声无损检测装置及方法 | |
| CN103175895A (zh) | 基于激光多普勒测振的水果硬度无损检测方法及装置 | |
| CN109696480A (zh) | 一种基于改进时间反转算法的玻璃纤维复合材料声发射源定位成像方法 | |
| CN107703161A (zh) | 一种冲击应力波检测系统 | |
| CN110243521A (zh) | 一种薄板应力测量方法及薄板应力测量系统 | |
| CN106996957A (zh) | 一种基于电磁加载的铁磁性金属无损检测方法 | |
| CN106124625A (zh) | 空气耦合超声波高能检测方法及系统 | |
| CN105651862A (zh) | 一种利用兰姆导波对复合材料进行损伤检测的装置和方法 | |
| CN106680375B (zh) | 用于确定材料的弹性模量的空气耦合超声检测方法 | |
| CN201993345U (zh) | 一种混凝土结构无损测试仪 | |
| Sun et al. | Damage identification in thick steel beam based on guided ultrasonic waves | |
| CN103743818B (zh) | 基于波的能流图的损伤诊断方法和实施该方法的损伤诊断系统 | |
| CN108267509A (zh) | 基于Lamb波的损伤图像化系统 | |
| CN106324098A (zh) | 一种基于全向型sh0电磁声传感器阵列金属板缺陷检测方法 | |
| CN203298747U (zh) | 一种用于监测散体材料流动试验中各颗粒实时位置的装置 | |
| CN105319444A (zh) | 一种导电材料电导率均匀程度评估方法 | |
| CN109521099A (zh) | 基于拾音器相位差相阵的移动式无损检测方法 | |
| JP2023043422A (ja) | 検査システム及び検査方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111109 |