[实用新型]适用于宽温域的固体应力波幅值衰减系数测试装置

说明书

本实用新型公开了一种适用于宽温域的固体应力波幅值衰减系数测试装置，包括声发射信号采集系统、温度控制箱、平板型结构体、至少两个声发射换能器及至少两个前置放大器；声发射换能器安装于平板型结构体上且位于平板型结构体的同一宽度位置，平板型结构体与待测损伤固体结构的材料相同，平板型结构体安装于温度控制箱内，前置放大器与声发射换能器及声发射信号采集系统通信连接。本实用新型的利用声发射技术监测宽温域固体应力波幅值衰减规律，实现求取声发射换能器在不同温度下的应力波幅值衰减系数，从而反映出该声发射换能器的应力波在宽温域条件下的衰减规律，为选择合适的声发射换能器进行损伤定位提供了可靠的依据。

技术领域

本实用新型涉及固体材料应力波传播规律测试技术领域，特别涉及一种适用于宽温域的固体应力波幅值衰减系数测试装置。

背景技术

应力波在固体材料中的幅值衰减规律关系着损伤定位中确定传感器可监测信号的距离范围，应力波的幅值衰减程度较大可能导致监测不到损伤信号，难以进行损伤定位。对于宽温域服役的固体材料，其粘度、密度等物理性质会随着温度的升高而发生变化，会加大应力波的幅值衰减，对高温下的损伤定位造成一定困难。但目前应力波的衰减机制很复杂，尤其对于宽温域环境，只能通过实验测得，而大部分的实验测试装置受到温度限制不能应用于宽温域环境。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种适用于宽温域的固体应力波幅值衰减系数测试装置，利用声发射技术监测宽温域固体应力波幅值衰减规律，实现求取声发射换能器在不同温度下的应力波幅值衰减系数，从而反映出该声发射换能器的应力波在宽温域条件下的衰减规律，为选择合适的声发射换能器进行损伤定位提供了可靠的依据。

为了达到上述的技术效果，本实用新型采取以下技术方案：

一种适用于宽温域的固体应力波幅值衰减系数测试装置，包括声发射信号采集系统、温度控制箱、平板型结构体、至少两个声发射换能器及至少两个前置放大器；所述声发射换能器安装于平板型结构体上且位于平板型结构体的同一宽度位置，平板型结构体与待测损伤固体结构的材料相同，平板型结构体安装于温度控制箱内，前置放大器与声发射换能器一一对应并通信连接，前置放大器与声发射信号采集系统通信连接。

进一步地，所述声发射换能器及前置放大器的数量均为两个。

进一步地，两个声发射换能器之间的距离x需要同时满足以下条件：x≥2λ、x＞t_sv；其中，λ为声发射换能器发射的应力波的波长，单位：mm，t_s为声发射信号采集系统的激励与接收电路固有时间误差，单位：μs；v为声发射换能器发射的应力波在平板型结构体中传播的波速，单位：km/s。

进一步地，所述声发射换能器的带宽在100kHz～800kHz区间内。

进一步地，所述平板型结构体的厚度大于10mm，长度大于100mm。

进一步地，所述声发射换能器距离平板型结构体的边缘的距离不小于20mm，且所述声发射换能器的中心位于平板型结构体宽度方向的1/2处。

进一步地，所述声发射信号采集系统的脉冲宽度为5μs，发射电压为10V的脉冲信号并采用10MHz的采样频率。

同时，本实用新型还公开了一种适用于宽温域的固体应力波幅值衰减系数测试方法，由上述的适用于宽温域的固体应力波幅值衰减系数测试装置实现，且包括以下步骤：

A.完成各零部件的连接及安装，并启动温度控制箱，通过温度控制箱控制温度控制箱内的温度为T₁摄氏度；其中，两个声发射换能器之间间隔x₁mm；