CN208060453U - 声学发射传感器装置 - Google Patents

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Abstract

公开了示例性声学发射传感器装置。本文所公开的示例性装置包括声学接收器、声学发生器、和耐磨板。声学发生器被设置为邻近声学接收器。耐磨板声学地耦合到声学接收器和声学发生器。耐磨板被配置为通过被耦合的装置被测试的结构将声能从声学发生器传送到声学接收器。耐磨板包括第一声学隔离件以阻碍声能从声学发生器通过耐磨板传送到声学接收器。

Description

声学发射传感器装置
技术领域
本公开内容总体上涉及无损测试，更具体来说，涉及具有集成声学发生器的声学发射传感器。
背景技术
最近几年，声学发射测试已经用于测量在形成裂缝之前结构可以被加载多少、检测结构中的裂缝、以及检测承载流体的装备(例如，阀)中的内部泄露。在声学发射测试期间，经受测试的结构被逐步加载到已知的应力(通常大于结构将在实际使用时经历的服役应力)，并且声学发射传感器用于在裂缝出现在加载的结构中时检测裂缝(例如，裂缝的尺寸和位置)。在其它情形下，利用声学发射传感器监控阀，以在阀内出现内部泄露时检测内部泄露。声学发射传感器通常包括接收器，其耦合到耐磨板，经由数据电缆连接到计算机，并被壳体覆盖。接收器通常包括压电元件或换能器。耐磨板通常用作为接收器与经受测试的结构之间的界面(例如，屏障)。当由结构改变(例如，产生裂缝、产生内部阀泄露、等等)引起的声学发射到达接收器时，压电换能器产生电信号，该电信号经由数据电缆被发送到计算机。
然而，由裂缝引起的声学发射是不可重复的(例如，对于给定的测试负载仅出现一个裂缝和一次相应的声学发射)。因此，当结构改变首先形成以针对经受声学发射测试的结构收集精确数据时，声学发射传感器必须在单次出现时检测声学发射。此外，尽管内部泄露连续产生声学发射，但是声学发射传感器必须精确地检测声学发射以确定内部泄露的严重性。精确的声学发射感测高度依赖于耐磨板与所测试的结构之间的良好(例如，在声学上可传送的)接合。
为了确保所测试的结构与耐磨板之间的良好接合，流体(例如，胶水、油脂)通常在结构与耐磨板之间使用以填充耐磨板与结构之间的空隙(通常是微小的)，不然，将阻碍从结构到声学发射传感器的声传输。此外，通过将已知强度的测试声信号施加于结构，针对声可传送性测试接合。由接收器在初始强度或初始强度附近接收到声信号指示良好的接合。
实用新型内容
鉴于传统的声学发射传感器可能出现关于测试声信号的强度的变化，但不清楚声学发生器的安装或声学发射传感器的安装、还是两者是差的问题，以及在声学发生器和/或声学发射传感器被临时安装在结构上的情况下，准确地复制声学发生器和声学发射传感器的测试布置以跟进声学发射测试通常是困难的问题，提出了具有集成声学发生器的声学发射传感器装置。
在一个实施例中，一种声学发射传感器装置包括声学接收器；声学发生器和耐磨板。声学发生器被设置为邻近声学接收器。耐磨板声学地耦合到声学接收器和声学发生器。耐磨板将声能从声学发生器穿过与装置耦合的受测结构传递到声学接收器。耐磨板包括第一声隔离件，以阻碍声能从声学发生器穿过耐磨板传输到声学接收器。
在一个示例中，该装置还包括壳体，声学发生器和声学接收器被设置在壳体中，并且壳体中的固定剂至少部分地封装声学发生器和声学接收器。
在一个示例中，还包括第二声隔离件，第二声隔离件位于声学发生器中，以阻碍声能从声学发生器传输到壳体内的所述固定剂中。
在一个示例中，第二声隔离件包括高声阻抗层和低声阻抗层。
在一个示例中，高声阻抗层和低声阻抗层交替。
在一个示例中，第二声隔离件为半球形。
在一个示例中，声学发生器包括波导杆，并且其中，第二声隔离件为圆柱形，波导杆被第二声隔离件径向地包围。
在一个示例中，声学发生器包括声信号发生元件，并且其中，波导杆将声信号发生元件声学地耦合到耐磨板。
在一个示例中，第二声隔离件包括高声阻抗层和低声阻抗层，高声阻抗层和低声阻抗层相对于波导杆径向地叠置。
在一个示例中，第一声隔离件是粘合聚合物，其中，耐磨板包括通过粘合聚合物连接到接收器部分的声学发生器部分，其中，声学发生器声学地耦合到所述声学发生器部分，并且其中，接收器声学地耦合到接收器部分。
在另一个实施例中，一种声学发射传感器装置包括声学发生器、接收器和耐磨板。接收器被设置为邻近声学发生器。耐磨板声学地耦合到声学发生器和接收器。耐磨板将声能从声学发生器传递到受测结构和接收器。
在一个示例中，声学发生器和接收器通过固定剂被保持在壳体中，并且其中，声学发生器还包括声信号发生元件和隔声装置，隔声装置阻碍声能从声信号发生元件穿过所述固定剂传输到接收器。
在一个示例中，隔声装置包括高声阻抗层和低声阻抗层。
在一个示例中，高声阻抗层和所述低声阻抗层交替。
在一个示例中，隔声装置是半球状的。
在一个示例中，声学发生器包括波导杆，波导杆被隔声装置径向地包围。
在一个示例中，隔声装置包括高声阻抗层和低声阻抗层，高声阻抗层和低声阻抗层围绕波导杆径向地叠置。
在另一个实施例中，一种声学发射传感器装置包括壳体、耐磨板的接收器部分、声学接收器、声信号发生元件、耐磨板的声学发生器部分、以及粘合聚合物。耐磨板的接收器部分被壳体支撑。声学接收器声学地耦合到接收器部分并设置在壳体中。声信号发生元件设置在壳体中。耐磨板的声学发生器部分声学地耦合到声信号发生元件。粘合聚合物被夹在声学发生器部分与接收器部分之间，并阻碍声能从声学发生器部分传输到接收器部分。
在一个示例中，该装置还包括固定剂和隔声装置，固定剂设置在壳体中，以保持声学接收器和声信号发生元件，隔声装置位于壳体中，以阻碍声能从声学发生器部分传输到固定剂中。
在一个示例中，隔声装置包括高声阻抗层和低声阻抗层。
根据本实用新型的声学发射传感器装置，提供可以确信地安装(例如，传感器将收集精确数据)到结构以经由声学发射进行测试和/或监测，另外，可以允许后续安装质量测试，而不需要安装单独的测试声学发生器，以及可以将声学发射测试中涉及的安装数量减半，从而简化和加速声学发射测试过程。
附图说明
图1例示了利用本文所描述的示例性声学发生器实现的示例性声学发射传感器装置。
图2是图1中的示例性声学发射传感器装置的示例性布置的横截面视图。
图3是图2中的示例性声学发生器的替代的示例性布置的放大横截面视图。
图4是图2中的示例性声学发生器的替代的示例性布置的放大横截面视图。
图5是图4中的示例性声学发生器的替代的示例性布置的放大横截面视图。
图6是被实现有本文所描述的示例性耐磨板的图1中的示例性声学发射传感器的底视图。
图7是利用本文所描述的示例性耐磨板的替代的示例性布置实现的图 1中的示例性声学发射传感器的底视图。
图8是图1中的示例性声学发射传感器装置的替代的示例性布置的横截面视图。
图9是利用本文所描述的示例性耐磨板的替代的示例性布置实现的图 1中的示例性声学发射传感器的底视图。
图10是表示可以执行以安装图1-图9中的示例性声学发射传感器装置的示例性方法的流程图。
附图并非按比例绘制。事实上，为了使多个层和区域清楚，层的厚度在附图中可以被放大。在可能的情况下，贯穿附图和所附的书面描述将使用相同的附图标记来指代相同或类似的部分。如在本专利申请中使用的，陈述任何部分(例如，层、膜、区域、或板)以任何方式位于(例如，位于、定位在、设置在、或形成在、等等)另一部分上表示所提及的部分与另一部分接触，或者所提及的部分位于另一部分之上，其中一个或多个中间部分位于它们之间。陈述任何部分与另一部分接触表示在两个部分之间没有中间部分。
具体实施方式
当使用传统的声学发射传感器时，可能出现关于测试声信号的强度的变化，这是因为提供测试声信号的声学发生器在物理上与声学发射传感器分隔开，并因此需要其自己的声学上可传递的安装。如果接收器接收到高度降级的测试声信号，则不清楚声学发生器的安装或声学发射传感器的安装、还是两者是差的。此外，在声学发生器和/或声学发射传感器被临时安装在结构上的情况下，准确地复制声学发生器和声学发射传感器的测试布置以跟进声学发射测试通常是困难的。此外，某些结构并不具有声学发生器和单独的声学发射传感器可以安装在上面的充分的表面面积。
图1例示了利用本文所描述的示例性声学发生器实现的示例性声学发射传感器装置100。更具体来说，图1示出了安装在待测试和/或待监控的结构114的表面112上的根据本文中的教导构造的声学发射传感器组件110。声学发射传感器组件110包括声学发生器116、接收器118、声学发生器电缆120、以及接收器电缆122。在某些示例中，声学发生器电缆120为声学发生器116提供电功率。在某些示例中，接收器电缆122携带从接收器118 到计算机或其它处理设备(在图1中未示出)的电信号(例如，电压、电流、数字数据、等等)。在某些示例中，声学发生器116提供任何持续时间的声信号(例如，声学发生器116是声信号发生器)，如下面结合图2-图8 将解释的。声学发生器116可以有助于对声学发射传感器组件110安装到结构114的测试，如下面结合图2-图8将更详细地解释的。
图2是图1中的示例性声学发射传感器装置100的示例性布置的横截面视图。在图2中所例示的示例中，声学发生器116还包括声信号发生元件204和声隔离材料，或者更一般地，隔声装置206。声信号发生元件204 可以是任何类型的声信号发生设备(例如，非对称重量蜂鸣器电机、压电晶体、等等)。在某些示例中，声信号发生元件204产生相对短暂的声信号 (例如，脉冲)。在某些示例中，声信号发生元件204产生基本上连续的声信号(例如，振动)。在某些示例中，隔声装置206呈半球形状并接收声信号发生元件204。在某些示例中，隔声装置206由具有高声阻抗的材料组成(例如，软木、海绵、泡沫、橡胶、等等)。在某些示例中，隔声装置206 是真空，并具有密闭的表皮208来维持真空。此外，在图2中所例示的示例中，声学发射传感器组件110还包括壳体210和耐磨板212。在某些示例中，声学发生器116和接收器118被设置在壳体210中。例如，壳体210 在声学发生器116和接收器118外部(例如，包含)并保护声学发生器116 和接收器118在安装和/或处理期间免受潜在的损坏。在某些示例中，壳体 210支撑耐磨板212。在某些示例中，壳体210被回填有固定剂214(例如，热塑性灌封、等等)，其保持并部分地封装声学发生器116和接收器118。在某些示例中，固定剂214封装并接收声学发生器116的隔声装置206。在某些示例中，耐磨板212包括通过粘合聚合物220连接到接收器部分218 的声学发生器部分216。粘合聚合物220阻碍声学发生器部分216与接收器部分218之间的声传输。在某些示例中，声学发生器116的声信号发生元件204和声学发生器116的隔声装置206与耐磨板212的声学发生器部分 216进行声通信。因此，隔声装置206阻碍从声信号发生元件204到固定剂 214的声传输(例如，隔离)。在某些示例中，接收器118与耐磨板212的接收器部分218操作地关联并进行声通信。在某些示例中，粘合聚合物220 围绕耐磨板212的声学发生器部分216。在图2的示例中，粘合聚合物220 将声学发生器部分216连接到壳体210。在某些示例中，如下面在图6的辅助下更详细解释的，声学发生器部分216被接收器部分218围绕。通常，当把声学发射传感器组件110安装到结构114上时，流体222被夹在耐磨板212与表面112之间，或者流体以其它方式设置在耐磨板212与表面112 之间。在某些示例中，流体222是粘稠的(例如，油脂、填缝材料、凡士林、等等)。在某些示例中，尤其在声学发射传感器组件110将被永久安装的情况下，流体222是粘合剂(例如，环氧树脂、胶水、浆糊、水泥、等等)。在某些示例中，声学发射传感器组件110被机械地固定到结构114(例如，用螺丝拧紧、夹住、用螺栓拴紧、等等)(在图2中未示出)。在某些示例中，声学发射传感器组件110被磁性地保持到结构114(在图2中未示出)。在图2的示例中，声学发射传感器组件110经由流体222被粘附到结构。
在操作时，声信号发生元件204产生测试声信号，其可能得到经传输信号224和经阻挡信号226。经传输信号224从声信号发生元件204行进，穿过耐磨板212的声学发生器部分216、穿过流体222、并进入结构114中。此外，经传输信号224的部分被结构114衰减(例如，丢失、吸收等等)，而经传输信号224的其它部分从结构114返回，穿过流体222、穿过耐磨板212的接收器部分218、并进入接收器118中。相反，粘合聚合物220防止 (例如，阻挡、屏蔽、阻碍)经阻挡信号226行进穿过耐磨板212直接到接收器118。此外，隔声装置206防止经阻挡信号226行进穿过固定剂214 直接进入接收器。因此，接收器118接收已经行进穿过结构114的测试声信号(例如，经传输信号224)，并且不接收将以其它方式绕开结构114的测试声信号(例如，经阻挡信号226)。换句话说，粘合聚合物220和隔声装置206阻碍接收器118接收误报(false positives)。因此，可以测试声学发射传感器组件110与结构114的安装和声耦合质量。在某些示例中，在经传输信号224被接收器118接收并具有与被声信号发生元件204传输的大约相同强度的可预测幅度(例如，大约90％或更多)的情况下，声学发射传感器组件110被较好地安装。在某些示例中，在如被接收器118接收的经传输信号224的强度从其被声信号发生元件204传输时的强度降级，或者经传输信号224未被接收器接收到的情况下，声学发射传感器组件110 被较差地安装。因此，在某些示例中，隔声装置206防止测试信号的部分 (例如，经阻挡信号226)行进穿过固定剂214，而同时允许声信号发生元件204传输测试信号的另外部分(例如，经传输信号224)穿过耐磨板212 的声学发生器部分216。因此，在某些示例中，安装的质量与如被接收器 118接收到的经传输信号224的强度直接相关。下面结合图3-图5描述了隔声装置206的另外的布置。
图3是图1和图2的示例性声学发生器116的替代示例性布置的放大横截面视图。在图3所示的示例中，隔声装置206包括多个隔离层312。在某些示例中，隔离层312是上面讨论的高声阻抗材料和低声阻抗材料(例如，金属等)的交替层。因此，在某些示例中，隔离层312是高声阻抗层和低声阻抗层。然而，隔声装置206可以是用于实现期望的声阻抗的材料的任何组合。
在操作中，随着声学测试信号(例如，经阻挡信号226)到达隔离层312之间的边界314，测试信号根据斯涅耳(Snell)定律发生折射，如下所示，其中，n1是材料的声学折射率，其中，测试信号从该材料过来；Θ1是在其中测试信号接近边界314的远离法向(例如，垂直)的角度，n2是测试信号进入其中的材料的声学折射率，Θ2是在其中测试信号穿过边界314时的远离法向的角度。
n1sinΘ1＝n2sinΘ2
在某些示例中，由于在半球形隔离层312之间的边界314处测试信号发生折射，所以测试信号被捕获在隔声装置206中，如由卷曲的经阻挡信号226 所举例说明的。因此，在某些示例中，隔离层312防止测试信号到达固定剂214和/或穿过固定剂214行进。此外，隔声装置206的其它布置在下面结合图4-图5进行描述。
图4是图1和图2的示例性声学发生器116的替代示例性布置的放大横截面视图。在图4所示的示例中，声学发生器116还包括波导杆412。在某些示例中，波导杆412由低声阻抗材料构成。在某些示例中，波导杆412 垂直于声学发生器部分216，如图4所示。在某些示例中，波导杆412以与声学发生器部分216(图4中未示出)非垂直的角度进行设置。在某些示例中，隔声装置206围绕波导杆412。此外，在某些示例中，声信号发生元件204经由隔声装置206和波导杆412附接到耐磨板212的声学发生器部分 216。在某些这种示例中，波导杆412将声信号发生元件204声学地耦合到声学发生器部分216。在某些这种示例中，隔声装置206和波导杆412用作声信号发生元件204和耐磨板212的声学发生器部分216之间的中间件(例如，间隔件、支座、插入件等)。在操作中，波导杆412将测试信号(例如，经传输信号224)引导离开声信号发生元件204并进入耐磨板212的声学发生器部分216中。在某些示例中，当经传输信号224从波导杆412横穿到声学发生器部分216时，如上所述，经传输信号224根据斯涅耳定律发生折射。此外，在操作中，在某些示例中，当从声学发生器部分216穿过结构114时，经传输信号224根据斯涅耳定律发生折射。因此，在某些示例中，在波导杆412和声学发生器部分216之间的角度控制经传输信号224 进入声学发生器部分216并进入结构114。此外，在操作中，隔声装置206 防止远离波导杆412扩散的测试信号中的部分到达固定剂214，如由经阻挡信号226中的一个所举例说明的。隔声装置206的其它布置在下面结合图5 进行描述。
图5是图4的示例性声学发生器116的替代示例性布置的放大横截面视图。在图5所示的示例中，类似于图3，隔声装置206包括隔离层312。类似于图3，如上面所讨论的，在某些示例中，隔离层312是高声阻抗材料和低声阻抗材料的交替层。在某些示例中，如图5所示，隔离层是圆柱形的并且与波导杆412径向远离地进行交替地堆叠。在操作中，由于远离波导杆412扩散的测试信号的一部分达到了隔离层312之间的边界314，所以测试信号根据斯涅耳定律发生折射，如上面所讨论的并由锯齿形经阻挡信号226所举例说明的。在某些示例中，由于在径向交替隔离层312之间的边界314处扩散测试信号发生折射，所以增加了扩散测试信号的路径长度。在某些示例中，在到达固定剂214之前，扩散测试信号的强度沿该增加的路径长度消散。因此，在某些示例中，隔离层312防止测试信号到达固定剂214和/或穿过固定剂214而行进。然而，在某些示例中，由于斯涅耳定律，所以测试信号完全在波导杆412和隔声装置206之间的边界314处发生反射，如由经传输信号224所举例说明的。因此，在某些示例中，隔离器206防止测试信号在到达耐磨板212的声学发生器部分216之前离开波导杆412。耐磨板212的布置在下面结合图6-图7进行说明。
图6是使用本文所描述的示例性耐磨板212实现的图1的示例性声学发射传感器组件110的底视图。在图6所示的示例中，壳体210和耐磨板 212通常为圆形。在某些示例中，壳体210连接到耐磨板212。此外，在某些示例中，耐磨板212的声学发生器部分216形成为岛(例如，切口、去除部分等)并且该声学发生器部分216被粘合剂聚合物220所包围，粘合聚合物220又被接收器部分218所包围。因此，声学发生器部分216由粘合聚合物220与接收器部分218进行声学地隔离。如图6所示，声学发生器部分216被示出为圆形。然而，还可以使用其它形状。在某些示例中，接收器部分218具有比声学发生器部分216更大的表面积。
图7是使用本文所描述的示例性耐磨板212的替代示例性布置实现的图1的示例性声学发射传感器组件110的底视图。在图7所示的示例中，壳体210和耐磨板212通常是圆形的，但是其它形状也是可能的。在某些实例中，粘合聚合物220连接到壳体210和接收器部分218以包围声学发生器部分216。因此，在某些这种示例中，其中耐磨板212通常是圆形的，声学发生器部分216和接收器部分218是月牙形的。因此，声学发生器部分216通过粘合聚合物220与接收器部分218和壳体210进行声学地隔离。
图8是图1的示例性声学发射传感器装置100的替代示例性布置的横截面视图。在图8所示的示例中，耐磨板212是一体的。在某些示例中，声信号发生元件204和接收器118经由耐磨板212声学地进行链接。在某些示例中，耐磨板212通过粘合聚合物220与壳体210进行声学地隔离。
在操作中，在某些示例中，在将声学发射传感器组件110安装到结构 114之前，声信号发生元件204生成经由耐磨板212直接行进到接收器118 的测试声学信号。在某些这种示例中，由接收器118接收的测试声学信号是基准测试声学信号(例如，已知的声学强度)。此外，在操作中，在某些示例中，在将声学发射传感器组件110安装到结构114之后，声信号发生元件204生成进一步的测试声学信号，其产生经传输信号224和经阻挡信号226。在某些示例中，在经传输信号224远离声信号发生元件204进行扩散时，经传输信号224的多个部分通过耐磨板212行进到接收器118，经传输信号224的其它部分经由结构114返回到接收器118，并且经传输信号 224的另外的部分由结构114进行衰减(例如，丢失、吸收等)。因此，由于经传输信号224辐射到所有可能的路径中，在耐磨板212和结构114之间的安装质量进行改善(例如，声学透射率增加)时，由结构114衰减的经传输信号224的部分增加并且由接收器118接收的经传输信号224的组合能量减小，反之亦然。例如，在声学发射传感器组件110安装不良的情况下，经传输信号224被声学地阻碍从耐磨板212穿过到结构114中。例如，相比之下，在声学发射传感器组件110安装良好的情况下，经传输信号224不会被阻碍从耐磨板212穿过结构114中。因此，通过比较由接收器118接收的经传输信号224的强度(例如，组合部分)，可以测试安装质量和声学发射传感器组件110与结构114的声学地耦合。在某些示例中，在由接收器118接收的经传输信号224的强度与基准相比降低(例如，经传输信号224由接收器118以基准的大约10％或更小的幅度进行接收)的情况下，声学发射传感器组件110被良好地安装。在某些这种示例中，经传输信号224的相当大的部分已经行进到结构114中并以及由结构114进行了衰减。此外，在某些示例中，在由接收器118接收的经传输信号224 的强度近似匹配基准(例如，经传输信号224由接收器118以基准的约90％或更多的可预测幅度进行接收)的情况下，声学发射传感器组件110安装不良。在某些这种示例中，经传输信号224的相对较大部分还没有行进到结构114中并且没有被结构114衰减。因此，在某些示例中，安装的质量与由接收器118接收的经传输信号224的强度成反比。
图9是使用本文所描述的示例性耐磨板实现的图1的示例性声学发射传感器组件110的底视图。在图9所示的示例中，粘合聚合物220连接到壳体210和耐磨板212以围绕耐磨板212。因此，在某些这种示例中，耐磨板212是岛。因此，耐磨板212通过粘合聚合物220与壳体210声学地进行隔离。
在图10中示出了表示用于安装图1-图9的示例性声学发射传感器组件 110的示例性方法的流程图。在某些示例中，在使用机器可读指令实现示例性方法的情况下，机器可读指令包括用于由处理器执行的程序。该程序可以体现在存储在有形计算机可读存储介质(诸如CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字通用盘(DVD)、蓝光光盘)的软件中或与处理器相关联的存储器中，但是整个程序和/或其中的部分可以替代地由处理器之外的设备执行和/或体现在固件或专用硬件中。此外，尽管参考在图10中所示的流程图描述了示例性方法，但是可以替代地使用实现示例性声学发射传感器组件 110的许多其它方法。例如，可以改变块的执行顺序，和/或可以改变、消除或组合所描述的块中的某些。
如上所述，图10的示例性方法可以使用存储在有形计算机可读存储介质(诸如硬盘驱动器、闪存、只读存储器(ROM)、光盘(CD)、数字通用盘(DVD)、高速缓存、随机存取存储器(RAM)、和/或任何其它在其中存储任何持续时间(例如，延长的时间段、永久地、用于简要情况下的、用于暂时缓冲和/或缓存信息的)的信息的存储设备或存储盘)。如本文所使用的，术语有形计算机可读存储介质被明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。如本文所使用的，“有形计算机可读存储介质”和“有形机器可读存储介质”可互换使用。另外地或替代地，图10的示例性方法可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质(诸如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、紧凑型磁盘、数字多功能磁盘、高速缓存、随机存取存储器和/或在其中存储任何持续时间的信息(例如，延长的时间段、永久地、用于简要情况下的、用于暂时缓冲和/或缓存信息的)的任何其它存储设备或存储盘)上的编码指令 (例如，计算机和/或机器可读指令)来实现。如本文所使用的，术语非暂时性计算机可读介质被明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。如本文所使用的，当在权利要求的前序部分中使用短语“至少”作为过渡术语时，其以与术语“包括”相同的开放方式进行公开。
图10是表示可以执行以实现图1-图9的示例性声学发射传感器组件 110的示例性方法1010的流程图。例如，可以执行示例性方法1010，以使用声学发射测试来评估待测试、待监测和/或正在进行监测的声学发射传感器组件到结构的安装质量。
首先，确定待进行安装质量测试的声学发射传感器是否是新安装的一部分(框1020)。如果待测试的声学发射传感器是新安装的一部分(框1020)，则清理要使用声学发射测试进行测试和/或监控的结构，以去除可能阻碍在结构(例如，结构114)和声学发射传感器组件(例如，声学发射传感器组件110)之间进行声学传播的颗粒和/或表面残留物(框1030)。接下来，将安装流体(例如，流体222)施加到结构和/或声学发射传感器组件(框1040)。在某些情况下，安装流体是黏性流体(例如，润滑脂、填隙料、凡士林等)。在结构要经受长期测试和/或监控的某些情况下，安装流体是粘合剂(例如胶水、环氧树脂、水泥、浆糊等)。此外，通过将安装流体在结构和声学发射传感器组件的耐磨板(例如，耐磨板212)之间进行夹入并扩散，相对于结构的表面的法向(例如，大致垂直)的力被施加到声学发射传感器组件，以将声学发射传感器组件耦合到结构上(框1050)。在某些实例中，安装流体被夹入以扩展到大致均匀的厚度。然后，通过从声学发生器(例如，声学发生器116)发送声学测试信号并且使用接收器(例如，接收器118)接收测试信号来测试安装的声学透射率(框1060)。在某些示例中，测试信号从声学发生器通过耐磨板的声学发生器部分(例如，声学发生器部分216) 以及通过安装流体行进到结构中，并从结构中通过安装流体以及通过耐磨板的接收器部分返回到接收器(框1060)。在某些示例中，经由耐磨板，测试信号的一部分从声学发生器行进到接收器，而另一部分从声学发生器行进到结构。如果所接收的测试信号的强度在期望的测试标准内(例如，与基准测试信号相比，约为原始发射信号的强度的90％或更大等)(框1070)，则声学发射传感器组件良好地安装到结构，并且方法结束。如果接收到的信号的强度不在测试标准之内(框1070)，则声学发射传感器安装不良，声学发射传感器被去除(框1080)，并且该方法返回框1030的清洁步骤。
如果待测试的声学发射传感器不是新安装的一部分(框1020)，则声学发射传感器是正在进行中的监控计划的一部分(框1090)，并且该方法进行到框1060的测试步骤。
从前述可以理解的是，上面所公开的方法、装置和制品可以提供可以确信地安装(例如，传感器将收集精确数据)到结构以经由声学发射进行测试和/或监测。另外，所公开的声学发射传感器组件可以允许后续安装质量测试，而不需要安装单独的测试声学发生器，其在结构正在进行长期或永久的声学发射测试的情况下可能是特别有利的。此外，使用具有本文所述的整体测试声学发生器的声学发射传感器组件，可以将声学发射测试中涉及的安装数量减半，从而简化和加速声学发射测试过程。
虽然本文已经公开了某些示例性方法、装置和制品，但是本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利覆盖了完全落在本专利权利要求的范围内的所有方法、装置和制品。

Claims (20)

1.一种声学发射传感器装置，其特征在于，所述装置包括：
声学接收器；
声学发生器，所述声学发生器被设置为邻近所述声学接收器；以及
耐磨板，所述耐磨板声学地耦合到所述声学接收器和所述声学发生器，其中，所述耐磨板将声能从所述声学发生器穿过与所述耐磨板耦合的受测结构传递到所述声学接收器，并且其中，所述耐磨板包括第一声隔离件，以阻碍声能从所述声学发生器穿过所述耐磨板传输到所述声学接收器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括壳体，所述声学发生器和所述声学接收器被设置在所述壳体中，并且所述壳体中的固定剂至少部分地封装所述声学发生器和所述声学接收器。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括第二声隔离件，所述第二声隔离件位于所述声学发生器中，以阻碍声能从所述声学发生器传输到所述壳体内的所述固定剂中。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二声隔离件包括高声阻抗层和低声阻抗层。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述高声阻抗层和所述低声阻抗层交替。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二声隔离件为半球形。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述声学发生器包括波导杆，并且其中，所述第二声隔离件为圆柱形，所述波导杆被所述第二声隔离件径向地包围。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述声学发生器包括声信号发生元件，并且其中，所述波导杆将所述声信号发生元件声学地耦合到所述耐磨板。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二声隔离件包括高声阻抗层和低声阻抗层，所述高声阻抗层和所述低声阻抗层相对于所述波导杆径向地叠置。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一声隔离件是粘合聚合物，其中，所述耐磨板包括通过所述粘合聚合物连接到接收器部分的声学发生器部分，其中，所述声学发生器声学地耦合到所述声学发生器部分，并且其中，所述接收器声学地耦合到所述接收器部分。
11.一种声学发射传感器装置，其特征在于，所述装置包括：
声学发生器；
接收器，所述接收器被设置为邻近所述声学发生器；以及
耐磨板，所述耐磨板声学地耦合到所述声学发生器和所述接收器，所述耐磨板将声能从所述声学发生器传递到受测结构和所述接收器。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述声学发生器和所述接收器通过固定剂被保持在壳体中，并且其中，所述声学发生器还包括声信号发生元件和隔声装置，所述隔声装置阻碍声能从所述声信号发生元件穿过所述固定剂传输到所述接收器。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述隔声装置包括高声阻抗层和低声阻抗层。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述高声阻抗层和所述低声阻抗层交替。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述隔声装置是半球状的。
16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述声学发生器包括波导杆，所述波导杆被所述隔声装置径向地包围。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述隔声装置包括高声阻抗层和低声阻抗层，所述高声阻抗层和所述低声阻抗层围绕所述波导杆径向地叠置。
18.一种声学发射传感器装置，其特征在于，所述装置包括：
壳体；
耐磨板的接收器部分，所述耐磨板的接收器部分由所述壳体支撑；
声学接收器，所述声学接收器声学地耦合到所述接收器部分并设置在所述壳体中；
声信号发生元件，所述声信号发生元件设置在所述壳体中；
所述耐磨板的声学发生器部分，所述耐磨板的声学发生器部分声学地耦合到所述声信号发生元件；以及
粘合聚合物，所述粘合聚合物被夹在所述声学发生器部分与所述接收器部分之间，所述粘合聚合物阻碍声能从所述声学发生器部分传输到所述接收器部分。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，还包括固定剂和隔声装置，所述固定剂设置在所述壳体中，以保持所述声学接收器和所述声信号发生元件，所述隔声装置位于所述壳体中，以阻碍声能从所述声学发生器部分传输到所述固定剂中。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述隔声装置包括高声阻抗层和低声阻抗层。
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