声发射检测作为一种逐步老练的无损检测技能得到越来越多的使用，而进行声发射检测、监测和研讨就需求声发射仪。声发射仪具有较高的技能含量，非专业仪器公司自己开发存在许多困难，一般作声发射检测、监测和研讨作业都挑选直接纳购商品化的声发射仪器。
在市场上的声发射仪器有多种，每个厂家都给出了许多技能目标、参数。由于这些参数比较专业，给参加决议计划挑选的技能人员造成了必定的困难，常常有无从下手之感。笔者多年从事声发射检测和仪器开发研讨，将自己对各个目标、参数(不考虑价格要素)的了解收拾成文，期望抛砖引玉，不当之处请不吝赐教。
2 声发射仪的品种
2.1声发射仪的分类办法有多种，依照收集信号通道数的多少能够分为单通道和多通道。
单通道声发射仪只需1个通道，首要用于对单点或许小区域的检测、监测等，一般无法完结对信号源方位的定位。2通道或更多通道的声发射仪称为多通道声发射仪。前者能够完结对较大区域的检测、监测，可完结在线状区域内声发射信号源的定位;3通道声发射仪器除可完结上述功用外，还能够完结三角区域和线状区域内声发射信号源的定位;超越3个则能够完结更大区域内信号源的检测、监测及对上述区域内的声发射信号源的多种算法的定位。仪器制作厂一般都配有依据上述定位算法的剖析、显现软件，对球形、柱形等特定外形的设备，有的制作厂开发了更为直观的定位剖析软件。
挑选购买单通道仍是多通道，或详细多少个通道，需求依据特定的需求进行挑选。考虑的要素有：待测设备的原料(影响频率、声速和衰减)、待测设备的最大几许尺度、几许形状、需求的定位类型等。几许尺度大、原料衰减大、形状特别的检测使用需求的通道数就多，反之就少。一般在钢材中，声发射信号能够接纳的传达间隔在5m内为宜，超越此长度应考虑添加通道数。而细长的设备，例如长管拖车则需求考虑定位类型，一般选用线定位时就能够削减所需求的通道数。
别的，在收购时可考虑比需求的通道数多1～2个通道，作为备用通道用。
2.2依照声发射信号所选用的技能，可分为以模仿电路为主的模仿式声发射仪和以数字电路为主的数字电路式声发射仪。
模仿式声发射仪投用前史较长，技能相对老练、仪器相对安稳和牢靠、操作软件简略、便于学习等长处。但这类仪器存在着温度漂移大、易受搅扰、功耗大、分量大、体积大等缺陷。数字仪器一般选用CPLD、FPGA、DSP等技能，由于模仿电路较少所以其全体体积较小、分量轻、功耗低、温漂影响小。可是，由于在数字声发射仪的处理软件上叠加了许多功用，功用强壮;但学习相对困难，关于工程检测反而麻烦了不少。别的，这类设备投用前史相对较短，对其牢靠性、安稳性等要多加留意，由于选用了许多新技能，处理欠好反而易出问题。
需求阐明的是，没有真实含义上的全数字声发射仪。由于自然界的信号都是接连的(微观而言)，所以，即便最为抱负的状况是将传感器来的信号直接予以模仿-数字转化(ADC)，也需求要模仿电路(ADC自身就应归为模仿电路);而一般在传感器之后还要加前置扩大器、信号调度电路等，所以底子不或许是全数字化仪器。而一般含义上的全数字声发射仪指其除了ADC和信号调度电路外，不再有其它影响参数和波形的模仿电路罢了!
2.3依照信号的处理办法，能够将声发射仪分为参数式声发射仪、直接波办法声发射仪和参数-波办法声发射仪。
2.3.1参数式声发射仪是现在使用规模最广、使用时刻最长的声发射仪，其剖析办法也被大多数业内人士认可，剖析办法比较老练，操作简略，大多数多通道声发射仪都是这类仪器。参数声发射仪是指在信号处理通道的电路中，凭借模仿或许数字电路将声发射信号直接处理成必定含义的参数数据，然后再送到核算机进行显现、剖析、处理和保存的仪器。这种仪器一般需求设置门槛(阈值)、HDT(碰击界说时刻)，有的需求设置增益、PDT、HLT等。由于参数数据的数据量少，所以对声发射信号的实时呼应才能强、数据流量小、对核算机的显现、剖析、数据存储等才能的要求低，一般核算机均可满意要求，不管PCI总线、ISA总线等均可，一同，参数式仪器丢掉信号的几率相对低。由于电路直接生成参数数据，无法传递波形，所以损失了更多的有用信息。但就一般检测工程而言，参数收集能够满意大多数使用，而假如进行声发射信号剖析和使用研讨则参数式仪器有必定的局限性。
2.3.2直接波办法声发射仪器是指将声发射信号进行A/D转化，然后将此波形数据直接传递到核算机，由核算机再进行参数提取、显现、剖析、数据存储等作业。在满意实时性的前提下无疑这是最为抱负的仪器，由于这样一般的收集卡即可满意需求，价格将十分低价。可是，在现在电子规划技能和核算机技能下，少量通道的直接波形收集和剖析是能够满意实时性要求的;可是当通道数多、ADC的转化频率高、剖析功用杂乱时，实时性难以得到确保，必然存在丢掉部分信号的或许，所以在挑选时需求引起注重。为了抵达高的数据传输速度、快的剖析和核算时刻，一般直接波办法声发射仪需求很高的核算机装备。
以现在大多数核算机支撑的32位、33MPS的PCI总线为例，其数据传递的最大理论速度为132MB/S(字节/秒)，实践受核算机体系规划水平、核算机操作体系选用非实时性操作体系、收集软件驱动规划水平、体系其它软件引进的延时等的影响，一般抵达100MB/S现已是实践可看到简直最高的收集速度了。而核算机体系除了进行数据收集外还进行参数数据提取、数据剖析、存储、参数显现、波形显现等操作，再考虑体系多个收集卡之间切换的相互影响，整个体系的全体速度一般在60MB/S现已恰当不错了。咱们假定每个信号通道的收集速度为5MS/S(也记为MSPS–Mega-Sapmles Per Seconds，百万次采样每秒)，考虑ADC的位数为12位以上，则每个通道的数据流速度为10MB/S(假定不做实时紧缩处理)。明显，整个体系只能确保5MS/S的收集速度下6个信号通道的实时收集。上述估量现已假定在单位时刻内声发射碰击的数量不多，不至于使得核算机写硬盘的时刻过长而影响收集的速度。因而，关于通道数多、实时性要求很高、不需求波形数据的场合，似不宜挑选直接波办法的声发射仪。
2.3.3参数-波办法声发射仪归纳了参数式和直接波办法声发射仪各自的特色，在确保参数数据实时性的一同，在体系答应的状况下传递必定数量的波形。这种仪器首先在每个信号通道的处理电路中，一般经过设置门槛，直接生成部分或许悉数参数数据，一同，保存部分或许悉数波形数据，一般是过门槛后必定长度的波形数据。由于其照料了参数数据的实时性要求且波形只取必定长度，所以，笔者这是在实时性和全波形之间的较好的折衷，一般以为，只需规划妥当，此类仪器可满意大多数的使用需求。其缺陷是由于统筹波形和参数数据，电路略微杂乱些，本钱也会添加一些;由于照料了参数数据，波形数据在单位时刻内声发射碰击数多时，依然存在丢掉部分的波形数据的问题;由于保存部分过门槛波形，或许会损失部分有含义的细节。这类声发射仪对核算机的要求比较灵敏，假如对波形数据的要求不十分严苛则能够下降对核算机体系的装备要求。
3 声发射仪的首要部件
声发射仪一般包含以下部件，但由于结构的差异，或许会有不同的表现办法。
3.1 传感器类型
声发射传感器一般是压电陶瓷材料制作成的，挑选时首要考虑其谐振频率、灵敏度、温度规模、结构办法、信号接口等要素。传感器的谐振频率应满意待测设备、原料、耦合介质等的需求。
3.2 前置扩大器
首要考虑增益、频率、供电办法和信号接口递规模。增益的挑选要考虑传感器和后续信号处理通道的匹配问题，而接口办法则需求考虑传感器的接口、供电和信号输出接口等要素。前置扩大器频率规模应掩盖所赶爱好信号的频率规模。供电一般挑选与信号复用的办法。
3.3 信号处理板
一般由1个或许多个信号处理板构成整个体系，信号处理板首要完结对来自前置扩大器的声发射信号的处理，得到满意要求的参数数据和/或波形数据。一个信号处理板能够包含一个或许多个信号处理通道。
3.4 核算机体系
其功用是将各个信号处理卡得到的波形和/或数据读到核算机体系进行保存、处理和显现等操作。不同类型的声发射仪对核算机体系的要求不一样，如前所述，参数式声发射仪对核算机体系的要求较低，参数-波办法次之，直接波办法对核算机体系的要求最高。核算机体系应该有恰当的晋级和扩大才能。
3.5 收集剖析软件
收集、剖析软件能够分红独立的几个软件，也能够是多个软件功用集合到一同，但都应该能够完成实时收集、剖析、保存等的功用。如前所述，收集剖析软件至少应可满意实时定位、实时相关剖析和成果显现，并可实时将成果予以保存。假如有波形的体系应可实时调查部分或许悉数的波形。 软件最好有全中文界面，便于学习和操作。
4 声发射仪的重要技能目标
4.1信噪比(SNR)
一般是指信号体系答应无失真接纳的最大信号和体系背景噪声的比值，常用此比值的常用对数乘以20得到分贝值来表明信噪比。作为仪器，信噪比越大越好;可是，一般信噪比大的仪器制作本钱高，有时信号比的添加会急剧添加造价，必然价格被进步。SNR和体系的最小门槛相关，一般能够挑选无机械信号时体系答应的最小门槛来预算SNR的水平。
4.2 频率规模
频率规模是指前置扩大器和信号处理板的模仿信号带宽，它取决于滤波器和信号通道的全体特征，而非某个部件的频率规模。一般经过滤波器的组合能够掩盖10KHz～2MHz的规模就可满意大多数使用。关于特定的使用，应该挑选最为挨近其频率规模的滤波器组合以完成对噪声的按捺，并不是带宽越宽越好。一般来说，滤波器带宽越宽其信噪比越低。
4.3 声发射参数
不管是何种技能和何种处理办法制作的仪器，一般应该包含：上升时刻、持续时刻、峰值起伏、计数值、能量等参数，最好还能够包含到峰计数、均方根电压、信号均匀电平参数。
4.4 软件功用
应能够实时收集各个通道的数据，实时定位剖析、滤波处理，以特定的办法显现数据处理的成果、保存处理成果。应可离线处理所保存的数据，输出剖析成果。一般国产仪器选用中文界面的原因比较简单学习，进口仪器大多都是英文界面，但功用较为强壮，在挑选时是一个值得考虑的要素。软件至少应该供给线定位、三角形定位(如需求)算法，最好供给球形定位、矩形定位算法，定位精度在50mm以下为宜。
4.5 每秒碰击数(HITs/S)
这个目标是衡量一台声发射仪实时性最为重要的目标，假如对仪器的实时性十分关怀，请细心考虑这个目标。这个目标进一步分解为单个通道每秒碰击数和整台仪器的每秒碰击数。单个通道的每秒碰击数实践上衡量了单个通道接纳声发射信号和由此发生的参数或许波形数据的才能;而整台仪器的每秒碰击数则用来衡量仪器全体的信号接纳和处理才能，它是指各个声发射信号处理通道处理声发射碰击的总和。一般前者目标能够做的很高，可是后者则需求倚赖许多要素，例如：ADC采样频率、通道数、软件的影响等。收购时这两个目标都十分重要，要统筹考虑。不管何种仪器，此目标都适用。
4.6 ADC的采样频率
在数字声发射仪中，此参数决议了对信号的剖析才能，它直接影响定位精度、抵达时刻、上升时刻、峰值起伏等参数的数值。笔者以为，ADC的采样频率滤波器最高频率的10～20倍左右为宜，倍数太高会添加数据的流量、影响实时性，而倍数太低会丢掉有用的细节。例如，假如声发射信号的谐振频率为300KHz，滤波器的规模为100～500KHz，则ADC需求抵达的采样频率在5MHz～10MHz为宜。
4.7 ADC的分辩率
ADC的分辩率决议了仪器对小信号的分辩才能，一般用12～16位分辩率的ADC，单个可挑选18位。ADC的分辩率和SNR比较，SNR更能表征仪器的规划和制作水平，由于ADC分辩率高的ADC的不必定能够完成SNR高。
4.8 增益
模仿和数字声发射仪都能够有增益挑选，此参数用来改进体系的动态规模和可接纳的信号规模。增益能够是对模仿信号加增益扩大，也能够对ADC成果进行抽样得到”处理增益”。
4.9 附加接口
声发射仪一般都具有丈量附加参数的接口，首要用来丈量声发射测验时的环境温度、设备的压力等，但这些都不归于声发射技能自身所有必要的参数，仅仅试验条件罢了!部分仪器供给其它接口用来通讯、同步等功用，一般可依据需求挑选考虑。
5、定论
上述各项是挑选、比较声发射仪的一些重要技能考虑。作为一个集多种技能于一体的技能产品，声发射仪的比较和挑选是比较杂乱的，需求考虑许多要素，除了上述各要素外，还应该考虑分量、体积、价格、服务等要素。任何要素对收购的决议计划不该起决议的影响，应该在考虑技能目标、服务、价格等各个要素后，做出终究的决议计划。 参考文献： 1、GB/T 18182-2000 金属压力容器声发射检测及成果点评办法 国家质量技能监督局
