声发射检测的原理和应用，以及它的优点和局限性

声发射检测（AE）是通过接收和分析材料的声发射信号来评定材料性能或结构完整性的动态无损检测方法。声发射指材料中因裂缝扩展、塑性变形或相变等引起应变能快速释放能量产生瞬态弹性波的现象现象。

声发射检测仪器分单通道和多通道两种。单通道声发射仪比较简单，主要用于实验室材料试验；多通道声发射仪是大型声发射检测仪器，有很多个检测通道，可以确定声发射源位置，根据来自各个声源的声发射信号强度，判断声源的活动性，实时评价大型构件的安全性，主要用于大型构件的现场试验。

因为许多材料的声发射信号强度很弱，人耳不能直接听见，所以需要借助灵敏的声发射检测仪器才能监测出来。用仪器探测、记录、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术被称为声发射技术。声发射信号分为突发型和连续型。如果声发射事件信号是断续的，且在时间上可以分开，那么这种信号就称为突发型声发射信号。如果大量的声发射信号同时发生，且在时间上不可分辨，这些信号就叫做连续型声发射信号。***般流体泄露，金属塑性变形等都是连续型信号。

声发射检测系统主要包括硬件及软件两个方面。硬件主要包括传感器、放大器、电缆、PCI卡、计算机等。其工作原理是声发射源弹性波到达材料的表面，引起表面位移，探测器将材料的机械振动转化成电信号，然后再被放大、处理和记录，人们根据观察到的声音发射信号进行分析。

目前声发射检测作为***种成熟的无损检测方法，已被广泛应用于石油化工工业、电力工业、材料试验、民用工程、航天和航空工业、金属加工、交通运输业等领域。如监视疲劳裂纹扩展和焊接接头质量，压力容器的制造、维修和运转中的检测，监测核反应堆运转状态下泄漏和危险区域等等。

声发射检测主要为达到以下四个方面的目的：

1.确定声发射源的部位。

2.分析声发射源的性质。

3.确定声发射发生的时间或载荷。

4.评定声发射源的严重性。

声发射检测方法在许多方面不同于其它常规无损检测方法，其优点主要表现为以下几点：

1.声发射是***种动态检验方法，声发射探测到的能量来自被测试物体本身，而不像超声或射线探伤方法***样由无损检测仪器提供；

2.声发射检测方法对活性缺陷较为敏感，它能探测到在外加结构应力下这些缺陷的活动情况，稳定的缺陷不产生声发射信号；

3.在***次试验过程中，声发射检验能够整体探测和评价整个结构中活性缺陷的状态；

4.可提供活性缺陷随载荷、时间、温度等外变量而变化的实时或连续信息，因而适用于工业过程在线监控及早期或临近破坏预报；

5.由于对被检件的接近要求不高，而适于其它方法难于或不能接近环境下的检测，如高低温、核辐射、易燃、易爆及极毒等环境；

6.对于在用设备的定期检验，声发射检验方法可以缩短检验的停产时间或者不需要停产；

7.对于设备的加载试验，声发射检验方法可以预防由未知不连续缺陷引起系统的灾难性失效和限定系统的***高工作载荷；

8.由于对构件的几何形状不敏感，而适于检测其它方法受到限制的形状复杂的构件。

当然，声发射检测也有***定的局限性：

1.声发射特性对材料很敏感，又易受外部机电噪声干扰，因而，对数据的正确解释要有丰富的数据库和现场检测经验；

2.声发射检测，***般需要适当的加载程序。多数情况下，可利用现成的加载条件，但有时还需要特殊准备；

3.由于声发射的不可逆性，实验过程中的声发射信号不可能通过多次加载重复获得，因此，每次检测过程的信号获得是非常宝贵的，不可因人为疏忽而造成宝贵数据的丢失；

4.声发射检测所发现缺陷的定性定量依赖于其他无损检测方法。