[发明专利]一种声发射检测用屏蔽型导波杆

说明书

本发明公开了一种声发射检测用屏蔽型导波杆，包括声波屏蔽层、导波杆芯及探头固定端；声波屏蔽层设置在导波杆芯外侧，通过构建高声阻抗材料/低声阻抗材料界面，增强界面处声波的反射，降低声波的传播，屏蔽干扰信号；导波杆芯一端端面不设置声波屏蔽层，构成导波平面或者导波体；导波杆芯另一端连接探头固定端用于耦合声发射传感器，实现声发射信号采集。本发明结构简单，使用方便，可用于复杂工况下多相流体系内不同方向的局部声发射信号测量。

技术领域

本发明属于多相流信息检测领域，具体涉及一种声发射检测用屏蔽型导波杆。

背景技术

声发射检测技术具有实时在线检测、环保等特点，在多相流信息检测领域中已有广泛的应用。对于高温、深冷、核辐射等一些极端恶劣工况，无法使用常规的声发射传感器进行检测，通常使用由金属或者陶瓷制成的导波杆将待测装置表面声波信号传输至常温端的传感器，实现声发射信号的采集。

导波杆辅助声发射检测已有较多成功的应用。CN201010588856.7通过耐高温的金属导波杆采集反应器内声发射信号。Meunier及Zhang利用均质金属导波杆测量气力输送体系内声发射信号(Meunier,Brent M.,et al.Vibration sensor for particleconcentration measurement in pneumatic pipeline flows.Measurement Science andTechnology21.12(2010):125401.；Zhang,Guoqiang,et al.On-line size measurementof pneumatically conveyed particles through acoustic emission sensing.PowderTechnology353(2019):195-201.)。Hii通过布置在管道内的两根钢网测得与颗粒碰撞产生的声发射信号(Hii,Nai Ching,et al.An investigation of the generation ofAcoustic Emission from the flow of particulate solids in pipelines.Powdertechnology243(2013):120-129.)。然而，文献报道的导波杆结构简单，多为均质金属棒或金属网。通过这些简单导波杆测量的信号，既包含了导波杆伸入端点处接收的声波信号，也包含伸入装置内其他部分接收的声波信号，无法获得气固体系内局部声发射信号，信号的信噪比低。

在侵入式声发射检测中，颗粒与导波杆作用产生声波信号，信号能量与碰撞过程紧密相关，使碰撞过程偏离理想弹性碰撞过程可降低声波信号能量；声波在传播过程中能量不断衰减，阻尼材料具有较高声波衰减系数，可增强声波的衰减过程，降低声波的传递；声波穿过高声阻抗材料/低声阻抗材料界面时，声波发生反射，当入射波介质声阻抗远大于透射波介质声阻抗时，声波可几乎全反射。综合以上声学理论，在导波杆待测位置外设置声波屏蔽层，通过降低噪音声源能量，加强噪音衰减，并阻隔噪音传播，可提高所采集信号信噪比，获得多相流体系内局部信号，避免其余区域信号干扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种声发射检测用屏蔽型导波杆，通过屏蔽其他位置声波信号干扰，实现多相流体系内待测位置处不同方向的局部声波信号的采集。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种声发射检测用屏蔽型导波杆，其包括声波屏蔽层、导波杆芯及探头固定装置；所述声波屏蔽层设置在导波杆芯外侧，包括至少一层用于降低声波传播的声波反射界面，本发明通过构建高声阻抗材料/低声阻抗材料界面(例如钢/空气界面)的方式构建声波反射界面，增强界面处声波的反射，降低声波的传播，屏蔽干扰信号；所述导波杆芯一端端面不设置声波屏蔽层，构成导波平面或者导波体；导波杆芯另一端为探头固定端用于与声发射传感器耦合，实现声发射信号采集。