ICS19.100 N 77 备案号：44531—2014 中华人民共和国机械行业标准 JB/T11603.1—2013 无损检测仪器 声发射 设备特性 第1部分：设备描述 Non-destructive testing instrumentsAcoustic emission -Equipmentcharacterization Part 1:Equipment description 2014-07-01实施 2013-12-31发布 中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T11603.12013 目 次 前言. .11 范围 2规范性引用文件 3术语和定义 4检测 4.1检测原理.. 4.2传感元件. 4.3传感器壳体， 4.4传感器特性 5信号调理， 5.1 内容 5.2 前置放大器 5.3 电缆.. 5.4 后置放大及频率滤波 6信号测量. 6.1连续性信号 6.2突发性信号 6.3 波形. 7分析及结果输出 自动系统.. 8 8.1 自动分析 8.2 反馈到控制或报警系统 JB/T11603.1—2013 前言 JB/T11603《无损检测仪器 声发射 设备特性》共分两个部分： 第1部分：设备描述； -第2部分：操作特性验证。 本部分为JB/T11603的第1部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分采用重新起草法修改采用EN13477-1:2001《无损检测声发射设备特性第一部分设 备描述》（英文版）。 为便于使用，本部分采用重新起草法做了下列编辑性修改： a）“本欧洲标准”一词改为“本部分”； b）用小数点“”代替作为小数点的逗号“，” c）删除欧洲标准的前言和引言，并重新编写了前言； d）增加第2章“规范性引用文件”。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国试验机标准化技术委员会（SAC/TC122）归口。 本部分起草单位：山东轻工业学院、辽宁仪表研究所、深圳华测检测技术股份公司、中国特种设备 检测研究院、通用电气检测控制技术（上海）有限公司、上海英华检测科技有限公司、中国航空导弹研 究院。 本部分主要起草人：孙宝江、李洪国、朱平、沈功田、孔凡琴、李博、姜东涛。 本部分为首次发布。 II JB/T11603.1—2013 无损检测仪器声发射设备特性 第1部分：设备描述 1范围 JB/T11603的本部分规定了构成一个声发射监测系统的主要组成部分： 信号检测； 信号调理； 信号测量； 分析及结果输出。 本部分适用于单通道或多通道声发射设备。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T12604.4一2005无损检测术语声发射检测 GB/T207372006无损检测通用术语和定义 EN1330-1无损检测术语第1部分：通用术语列表（Non-destructivetestingTerminology—Part 1:Listofgeneral term) EN1330-2无损检测术语第2部分：无损检测方法通用术语（Non-destructivetesting TerminologyPart2:Terms common to thenon-destructive testingmethods) EN1330-9无损检测术语第9部分：声发射检测术语（Non-destructivetesting一Terminology Part9:Termsusedinacousticemissiontesting) IEC60050国际电子技术词汇（Internationalelectrotechnicalvocabulary） 3术语和定义 GB/T20737—2006、GB/T12604.4—2005、EN1330-1、EN1330-2、EN1330-9、IEC60050界定的以 及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 平均信号电平averagesignallevel（ASL） 整流后进行时问间平均的声发射信号。 4检测 4.1检测原理 压电传感器是用于检测声发射的最常用的装置。在常规声发射检测频率范围内（20kHz1MHz)， 它能最有效地将弹性波（声发射）转换为电信号。最简单的压电传感器由安装在一个保护罩内的压电晶 1 JB/T11603.1—2013 片或陶瓷元件组成。它能检测下列波形的混合波：来自任意方向的纵波、横波、表面波（瑞利波）、板 波(拉姆波)。 4.2传感元件 传感材料影响着转换效率、操作温度范围和电缆驱动能力。锆钛酸铅（PZT）是一种使用最广泛的 陶瓷材料，它可以被加工成各种形状和尺寸。 尺寸、形状及密封度影响着灵敏度、方向性、频率响应和波模式响应。可以将几个元件组合起来以 获得期望的性能。 4.3传感器壳体 传感器壳体（通常为金属）决定了传感器的整体尺寸及其机械性能。它可能包含一个一体化电缆或 连接器。壳体为传感元件提供一·个完全的学屏蔽，并且通常作为传感元件的一极。在传感元件和测试 目标之间的陶瓷或环氧树脂片起到了电气隔离的作用，以避免形成接地环路和引入电磁噪声。 根据不同的组装方式，传感器可以制成单端式或差动式。 在单端式传感器中，同轴电缆的屏蔽层连接到传感器的壳体上，即与传感元件的一端相连。 在差动式传感器中，使用屏蔽双绞线，并且传感元件通常被切开使得屏蔽层不传导输出信号。与单 端式传感器相比，差分传感器具有更好的电磁噪声抗扰度。 壳体可能包含一个低噪声前置放大器。在传感器壳体中内置前置放大器，可以省去传感器和前置放 大器之间的连接电缆。这样就可以降低信号损失并提高电磁噪声抗扰度。缺点是传感器壳体会变得更大， 额定最高温度会受壳体内的电子元件限制，而几前置放大器是不可互换的，见5.1。 4.4传感器特性 4.4.1频率响应 压电声发射传感器可以是谐振式，即针对·-定频带有谐振响应，也就是瞬态信号的频率分量主要是 械激励，传感器的响应就是输出电压与频率之问的关系。由于压电传感器的惯性，它们对连续和瞬态激 励的响应是不同的。对于瞬态输入，大多数压电传感器的响应可以通过表面速度（每米·每秒的电压 值）来表征，表面速度是频率的函数。作为例外，“宽频响应”传感器则通过表面位移（单位位移的电 压值）来表征；对于连续输入，传感器的响应可通过同样的参数或力参数（每微巴的电压值）来 表征。 4.4.2方向性 方向性是指传感器针对不同信号所产生响应的一致性程度，这些信号从装有传感器的检测对象表面 的不同方向传播到传感器。它通常被称为极性响应，可以用相对于平均值的偏差来表示，以dB为单位。 传感器可以有意地调整方向以便优先监视一个特定的区域。 4.4.3波形响应 传感器可以是针对特定的波形模式制作的，如横波、纵波或其他波形模式。 4.4.4工作温度 工作温度取决于传感元件的材料和特性。传感器宜在生产厂家标注的温度范围内使用。 2 JB/T11603.12013 5信号调理 5.1内容 这一部分包括前置放大、电缆和后置放大。 5.2前置放大器 前置放大器的主要参数有输入阻抗、噪声、增益、带宽、滤波特性（如衰减率）、输出阻抗、操作 温度范围、共模抑制比（CMRR）和动态范围。 前置放大器可以是电压放大也可以是电荷放大。为了使信号能沿着长长的信号线传输到最远可达几 百米外的测量仪器，电压前置放大器通常将传感器高阻抗低电平的输出信号转换为低阻抗高电平信号。 典型的前置放大器有较高的输入阻抗，40dB的增益和502输出阻抗以便驱动同轴电缆。为前置放 大器供电的直流电源一般使用与信号输出同样的电缆，并在两端使用滤波网络解耦。 前置放大器的输入可以是单端的，差动的或者可切换的，以适合不同的传感器类型。对于一些工业 应用，前置放大器与声发射传感器集成在一起，可以提高坚固性，可靠性，减少电缆阻抗导致的信号损 失，减少对电磁噪声的易感性。 采用前置放大器的设计方式可以使传感器作为校准用的脉冲转换器使用。 电荷前置放大器可以消除电缆电容对信号的影响，使用较少。 5.3电缆 5.3.1传感器到前置放大器的电缆 这是系统中最重要的电缆，应该是低电容（小于100pF/m），全屏蔽，在使用电压前置放大器时宜 尽可能短（小于1m）。 5.3.2前置放大器到仪器的电缆 通常使用502同轴屏蔽电缆，与前置放大器和测量仪器阻抗匹配。注意在使用多芯电缆时要避免 串扰问题，特别是当其中的某个导线会发射测试中用于定期校准的宽带脉冲信号时。 5.3.3屏蔽 通常测量仪器会对所有屏蔽采用单点接地。电缆屏蔽不应形成地线环路。 5.4后置放大及频率滤波 测量仪器使用后置放大和进一步的模拟滤波来增加信号幅度和消除测量中不需要的低频或高频信 号。输入阻抗、动态范围、滤波特性、增益或衰减都与这部分有关。输入级通常为前置放大器提供直流 电源，有时也可以控制脉冲发生器的操作。 6信号测量 6.1连续性信号 连续性信号可通过测量其有效值RMS（均方根）或在一个特定时间段的ASL（平均信号电平）来 表征。连续性信号测量系统使用在无需识别和确定个别发射（突发性发射）的地方，如过程监控或泄漏 检测。测量特性及其动态范围决定了系统的类型。 3 JB/T11603.1-2013 6.2突发性信号 突发性信号测量系统要识别和确定超过幅度阀值的个别声发射信号及其发射时间。 突发性信号的参数可能包括下列全部或其中的一部分，这取决于系统的类型及用户的设置： 峰值幅度； 峰值时间； 到达时间； 上升时间； 持续时间； 振铃计数； 峰值计数； 能量； 平均频