定位阵列的设置与校准方法

1.检测门槛设置

检测系统的灵敏度，即对小信号的检测能力，主要取决于传感器的灵敏度、传感器间距和检测门槛设置。其中，门槛设置为其主要的可控制因素。

检测门槛，多用dB（相对于传感器输出1μv）来表示。检测门槛越低，系统检测到的信息量越多，但同时越易受噪声的干扰。因此，在灵敏度和噪声干扰之间应作折中选择。多数检测是在门槛为35～55dB的中灵敏度下进行，最为常用的门槛值为40dB，不同的门槛设置与适用范围见表3.1-11。

表3.1-11 门槛设置与适用范围

2.定时参数设置

（1）定时参数的定义及作用定时参数是指撞击信号测量过程的控制参数，包括峰值鉴别时间PDT、撞击鉴别时间HDT和撞击闭锁时间HLT。

峰值鉴别时间，是指为正确确定撞击信号的上升时间而设置的新最大峰值等待时间间隔。峰值鉴别时间的作用是确定声发射波形的真正峰值点而预先确定的一个时间参数。峰值鉴别时间电路可以被一个新的峰值幅度更大的信号触发而代替。如果将其选得过短，会把高速、低幅度前驱波误作为主波处理，但还是应尽可能选得短些。

撞击鉴别时间，是指为正确确定一撞击信号的终点而设置的等待时间间隔。撞击鉴别时间的作用是使系统能够测定撞击的结束，停止测量过程并存储测试到的特征数据。撞击鉴别时间电路是可以被高过门槛的声发射信号所单次触发的，在多数检测系统中，必须将撞击鉴别时间设置成至少是峰值鉴别时间的两倍，其目的是更逼真地识别和描述声发射信号。撞击鉴别时间必须尽量长以超过信号低于门槛的时间间隔，以免将单一信号鉴别为两个。另一方面，还要求撞击鉴别时间必须设置得尽可能短，以确保信号通过率，减少将两个独立的分开的信号误认为是一个信号的风险发生。

撞击闭锁时间，是指在撞击信号中为避免测量反射波或迟到波而设置的关闭测量电路的时间间隔。撞击闭锁时间的作用是为了抑制声发射信号反射波和迟到的声发射信号而设置的时间参数。撞击闭锁时间电路在撞击鉴别时间完毕后启动，并在设定时间内不被信号触发。撞击闭锁时间太长也会造成检测效率的下降，丢失大量的信息。对于声发射系统而言，采集一个撞击信号所需要的时间T等于信号的持续时间Duration与撞击鉴别时间HDT、撞击闭锁时间HLT之和。

（2）定时参数的推荐值声发射信号波形随试件的材料、工艺、形状、尺寸大小等因素而变化，因此定时参数应根据试件中所观察到的实际波形进行合理选择，其推荐范围见表3.1-12。

表3.1-12 定时参数选择(www.xing528.com)

3.传感器间距

构件声发射检测所需传感器数量，取决于试件大小和所选传感器间距。传感器间距又取决于波的传播衰减和定位方式，而传播衰减值又来自铅笔芯模拟源实际测得的距离-衰减曲线。

时差定位中，最大传感器间距所对应的传播衰减值，不宜大于预定最小检测信号幅度与检测门槛值之差。例如，门槛值为40dB，预定最小检测信号幅度为70dB，则其衰减不宜大于30dB。

区域定位比时差定位可允许更大的传感器间距。一般在最大传感器间距上所对应的传播衰减值，不宜大于预定最小检测信号幅度与检测门槛值之差的两倍。一般而言，需要在具体被检件上实际测定衰减特性，并确保在被检测区域内没有盲区。

在金属容器中，常用的传感器间距约为1～6m，多数容器的检测需布置约8～40多个传感器。在复合材料检测中，由于材料衰减较大，常用的传感器间距一般不超过1m。

4.校准与调整

（1）通道灵敏度的校准与调整为确认传感器的耦合质量，检测电路的连续性，检测前后应就各通道对模拟信号源的响应幅度进行检查与调整，使得响应幅度达到相关标准的要求。在多数金属构件检测方法中规定，每通道对铅笔芯模拟信号源的响应幅度与所有通道的响应平均值偏差为±3dB或±4dB，而复合材料件为±6dB。

为了保证模拟源的重复性，一般采用直径为0.5mm的HB（或2H）笔芯，其伸长量为2.5mm，笔芯与构件表面夹角为30°，响应幅度取三次响应的均值。

（2）源定位的校准与调整采用多通道定位阵列进行检测时，应对定位的准确度进行校准与调整。定位校准在通道灵敏度校准之后进行。在定位阵列的典型位置，用铅笔芯折断模拟源进行校准，要求模拟信号应至少被一个定位阵列所接收（对于区域定位，则至少被一个传感器接收），并提供唯一的定位显示。一般要求定位精度应在两倍壁厚或最大传感器间距的5%以内。