聲發射檢測原理

    從聲發射源產生的彈性波傳播到材料表面，引起可以用聲發射傳感器探測的表面位移，檢測儀器將材料的機械振動轉換為電信號，經過放大、處理和記錄，固體材料中內應力的變化產生聲發射信號，在材料加工、處理和使用過程中很多因素能引起內應力的變化，如位錯、孿生、裂紋萌生與擴展、斷裂、相變、磁疇運動、熱脹冷縮、外加載荷等。

聲發射檢測的主要目的：
1、確定聲發射源的部位
2、分析聲發射源的性質
3、確定聲發射發生的時間或載荷
4、評定聲發射源的嚴重性。

    聲發射檢測過程可以歸納為：從聲發射源發出的信號經介質傳播后到達換能器，由換能器接收并輸出電信號，根據這些電信號處理分析對聲發射源做出正確的解釋。但是由于聲發射源機制本身的復雜性，以及聲發射波傳播過程中出現的復雜情況，使這一領域還有許多問題未解決。
    聲發射的產生由于材料中局部區域快速卸載使彈性能得到釋放的結果。如果固體中所有的點在同一時間收到同一機械力作用，那么這個物體在時間和空間上將同時發生運動變化，這個物體作為一個整體而運動，這個過程就不會產生波的過程，只有在局部作用時，物體各部分有速度變化，才出現波的過程。聲發射源快速卸載的時間決定聲發射信號的頻譜，卸載時間越短，能量釋放速度越快，聲發射信號的頻譜擴展的越高。能量釋放的速度取決于聲發射源的機制。理論計算表明，不同的材料和不同的聲源機構，聲發射信號的頻率分量可以從次聲頻擴展到50兆赫的超聲頻。
   對于無限大或半無限大的理想介質，當產生局部變形時，不僅產生體積變形，而且產生剪切變形，因此，將激起兩種波，即縱波(壓縮波)和橫波(切變波)。他們以不同的速度在介質中傳播。當遇到不同界面時會產生反射和折射，任何一種波在界面反射時要產生波形變換，同時出現縱波和橫波，各自按照反射定律和折射定律反射和折射，另外，在固體表面還有沿表面傳播的表面波。
（1） 壓縮波
在固體彈性介質中壓縮變形以波形形式傳播，稱為彈性介質中的壓縮波。由于質點振動位移和波的傳播方向一致壓縮波即為縱波 。
（2） 切變波
在固體彈性介質中剪切變形以波形形式傳播，稱為彈性介質中的切變波。由于質點振動位移和波的傳播方向垂直切變波即為橫波 。
（3） 表面波
在半無限大的固體物質的平面狀或曲面狀界面上存在的界面波稱為表面波或瑞 利波。固體的表面波，其質點運動是橢圓形的。若距表面的位置變深，振動振幅就迅速減少，在約一個波長深的位置上，質點實際上處于靜止狀態，并不振動。
（4） 板波
如果固體物質的尺寸進一步受到限制而成為板狀，則當板厚小到某一程度時，瑞利波就不會存在而只能產生各種類型的板波，板波中*主要的一種是蘭姆波，即當板厚與波長相當的情況下產生的波。
 
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