基于压电主动传感的耐火材料声发射源信号恢复.pdf

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1、第9期机械设计与制造2015年9月MachineryDesign&Manufacture65基于压电主动传感的耐火材料声发射源信号恢复雷哲，王志刚，刘昌明，王涛(武汉科技大学冶金装备及控制教育部重点实验室，湖北武汉430081)摘要：声发射信号是表征材料内部损伤状态的重要指标，由于源信号无法直接获取，研究时通常采用其传播一段距离后失真的信号，这对准确判断材料损伤状态带来了影响，为了降低传播路径对声发射源信号引起的衰减和失真带来的不利影响，用压电陶瓷产生的脉冲信号求解传递通道频响，采用神经网络方法设计了具有任意幅频响应的FIR滤波器，

2、经过试验对比发现，发现该方法能够一定程度地恢复声发射信号在传播过程中衰减的高频成分，为材料损伤状态的准确判断提供参考。关键词：声发射源信号恢复；压电陶瓷主动传感；频响函数；神经网络滤波；耐火材料中图分类号：TH16；TH165+．3文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)09-0065—04RefractoryAESourceSignalRecoveryBasedonPiezoelectricActiveSensingLEIZhe，WANGZhi—gang，LIUChang-ming，WANGTao(KeyLabora

3、toryofMetallu~ieMEquipment＆ControlTechnology，MinistryofEducation，WuhanUniversityofScienceandTechnology，HubeiWuhan430081，China)Abstract：Acousticemissionsis帆importantbasisforcharacterizingthestateofmaterialinternaldamage，sincethesourcesg7lcannotdirectlyobtain，anditthesig

4、,~erpropagationdistancegenerallydistortedsignals，whichwill面_ecttheidentifcationofthematerialdamagestate．Inordertoreducetheadverse乞c拈ofthepropagationpathoftheaco~ticemissionsourcesignalattenuationanddistortioncaused，itase$piezoelectrictogenerateapulses~gnd，andsolvedelwe

5、~channelfrequencyresponse，usingneuralnetworkdesignedFIRfiherwitharbitraryamplitude-frequencyresponse．Itfound．thismethodCalfrestoresomedegreeofacousticemissionsig,~attenuationduringpropagationofhighfrequencycomponents，anditgives，re，estoaccuratelydeterminethematerialdama

6、gestate．KeyWords：RecoveryofAlESourceSignal；Piezoelectric；FrequencyResponseFunction；NeuralNetworkFiltering；Refractory声发射信号是声发射源信号经过媒介传播后由声发射传感1引言器拾取的信号，在传播过程中会发生波的反射、衰减和失真，导致耐火材料是一种多孔、多相的微观非均质材料，广泛应用于接收到信号发生波形失真、饱和限幅等；失真的声发射信号会让各类工业窑炉及高温容器件的内衬结构中，是高温工业热工装备我们误判声发射源位置和材料的

7、损伤状态。文献鼬1生研究混凝土中不可或缺的重要材料，同时是高温炉衬结构中最薄弱的易损环疲劳损伤时定义：RA=上升时间，峰值，A计数特续时间，文献[61节之—旧。在研究混凝土声发射波形影响因素时，发现随着传播距离增大，声发射(AE)是一种常见的声学物理现象，是由于材料受到平均频率变小而上升角变大，说明直接分析声发射信号不能准确内部或外部作用力时，其内部应力到达极限，导致应变能快速释判断损伤状态。文献E研究混凝土声发射信号失真时，传播距离放产生瞬态弹性波或应力波现象翻。作为一种损伤识别方法，主要通过分析声发射信号的波形和参数来对损伤状态

8、进行判断，波形增加几厘米上升角增大(3-4)倍，平均频率能量会降低30％。分析主要是通过研究信号的频域分布，提取反映信号源的动态特目前还没有办法直接获得声发射源信号，大多是对失真的征问；声发射参数主要有：上升时间、计数、能量、幅值、质