二十世紀五十年代(dài)初德國的Kaiser發現對於(yú)同一種材料,施加的外力一定要大於上一次施加的數值之後才有可能產生聲發射(shè)信號。隨後美國、日本等研究人員,從材料學(xué)的物理特性入手研究超聲發射(shè)源,並將其研究成果聲發射傳感器應用於工程材料無損檢測領域。二十世紀七八十年代,Dunegan等人通過對聲發(fā)射試驗技術的研(yán)究,研(yán)製出(chū)了聲發射儀,該發射儀頻率範圍(wéi)在一(yī)兆赫茲以下。八(bā)十年(nián)代初,美國聲學物理研(yán)究(jiū)所將現(xiàn)代微電子(zǐ)技術與聲發射檢測係統相結合,設計出(chū)了有源式和無(wú)源式超聲波傳感器頻率範圍從20kHz到500kHz,該兩種傳感器由於輸出阻抗各不相同,需要(yào)匹(pǐ)配不同(tóng)的接口。此時高壓電力設備也開始迅速發展(zhǎn),而高壓電力設備的絕緣檢測成為了必要的試(shì)驗項目,為此專家們開始尋求檢測(cè)電力設備絕緣的方法,此時將超聲波傳感器檢測引入(rù)了電(diàn)力設備局部放電(diàn)檢測領域,聲發射技術和局部放電檢測(cè)技術有了第一次的握(wò)手。
目(mù)前局部放電超聲(shēng)波傳感器檢測技術領域中著名的國家和單位(wèi)有德國的Vanen公司,美國的Dunegan公司(sī)和美國聲學物理研究所等。各個國家也紛紛在(zài)聲發(fā)射領域提出了自己的校驗方法和出台了相(xiàng)關的標準。一些最常見的(de)使用方(fāng)法(fǎ)是互易法(fǎ)、表麵(miàn)波脈(mò)衝比較法、光學法等。
(1)表麵波脈衝比較法(fǎ)
目前,在行業內以美國聲學物理研究所為例采用斷鉛法也稱表麵波比較法(fǎ)。在一米(mǐ)建方(fāng)的(de)鋼板上,在其對角線上(shàng)一端放(fàng)置超聲(shēng)波傳感器,在其另一端處用削好的標準鉛筆,用力將其折斷。筆芯斷裂(liè)後應力釋放(fàng)產生的彈性(xìng)波(bō),根據此時傳感器反應的幅度,確定傳感器(qì)的靈敏度。(2)光學(xué)法
隨(suí)著激光多普勒技術的發展,英國物理實驗室(NPL)采用錐形壓電換能器,通過正弦信號的激勵作為聲發射源。利用激光多普勒(lè)測速技術測量表麵位移和速度,其準(zhǔn)確度較高。多普勒效應是在運動聲源與接收(shōu)聲源產生的一種特定(dìng)的物理(lǐ)效應。該效應表(biǎo)現的現象為,當聲源遠離(lí)接收裝置時,接收裝置收到的信號頻率會變低;當聲源(yuán)接近接收裝置時,接收裝置接收到的信號頻率會變高。兩(liǎng)者之間的頻率差和聲傳播的(de)速度有一定的關係(xì)。因此根據多普勒效應可以測量聲音的移(yí)動速度及傳(chuán)播聲音介質的流動速度。比如:醫用(yòng)的多普勒儀,用於測量人體的血液(yè)流動速度。愛因斯坦在狹義相對論中首次提出了(le)光具有波粒二(èr)象性,當光(guāng)源與(yǔ)接收光源的裝置發生位移(yí)時,由於速度(dù)的不同也會(huì)引起接收光的頻率的不同(tóng)稱為光的多普勒效應。當發(fā)射的頻(pín)率與接(jiē)收(shōu)的頻率之(zhī)間(jiān)的頻率差與相對速度具有相關性,利用這種相(xiàng)關性的規律得出介質的變化,從而計算出相對速度。