專利名稱：渦流激勵聲發(fā)射的信號快速處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
渦流激勵聲發(fā)射的信號快速處理裝置本發(fā)明是渦流激勵聲發(fā)射的信號快速處理裝置，涉及到電磁激勵下金屬板的聲發(fā)射信號的處理裝置。
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、高速度和高負荷下有很好的性能和可靠性，這使得僅做個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)。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行信號的特征提取，實現(xiàn)對缺陷的判定，并實現(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)射電壓信號進行時域和頻域分析，實現(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度，并在二維的笛卡爾坐標系里面標示相應(yīng)的點，連接為曲線后可以清晰的看到缺陷的Kaiser效應(yīng)點。本發(fā)明使用簡單的快速傅里葉算法，可以實現(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是定位原理具體實施方式
下面結(jié)合實例和附圖對渦流激勵聲發(fā)射的信號快速處理技術(shù)作出詳細說明。如圖I所示，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行信號的特征提取(3)，實現(xiàn)對缺陷的判定，并實現(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)射電壓信號進行時域和頻域分析，實現(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度，并在二維的笛卡爾坐標系里面標示相應(yīng)的點，連接為曲線后可以清晰的看到缺陷的Kaiser效應(yīng)點。如圖4所示，二維平面定位使用三個或四個傳感器組成陣列進行定位。使用三個傳感器定位一般會得到兩個定位點，即一個真實AE源和一個偽AE源。采用四個傳感器構(gòu)成菱形陣列進行二維平面定位，增加了一個約束條件，只得到一個真實的AE源。若由探頭S1和S3間的時差A(yù)t1得到雙曲線1，由探頭S2和S4間的時差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，通過信號到達傳感器的時差可以得到信號源的準確位置。
權(quán)利要求1.渦流激勵聲發(fā)射的信號快速處理裝置，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);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行信號的特征提取，實現(xiàn)對缺陷的判定，并使用二維平面定位實現(xiàn)缺陷定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦流激勵聲發(fā)射的信號快速處理裝置，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所述的渦流激勵聲發(fā)射的信號快速處理裝置，其特征還在于，二維平面定位使用三個或四個傳感器組成陣列進行定位，通過信號到達傳感器的時差可以得到信號源的準確位置。
專利摘要本實用新型是渦流激勵聲發(fā)射的信號快速處理裝置，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。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行信號的特征提取，實現(xiàn)對缺陷的判定和定位。本實用新型使用快速傅里葉變換，可以實現(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，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)用價值。
文檔編號G01N29/46GK202494665SQ20122001129
公開日2012年10月17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, 張闖, 李勁松, 李陽, 楊慶新, 金亮 申請人:天津工業(yè)大學(xué)