管道、阀门状态的声发射监测方法

1、试验准备

   先了解被检测构件、信号的特征。泄漏信号是连续型声发射信号，   频率约为40kHz；然后进行耦合性断铅试验。验证传感器与波导杆、波导杆与管道、阀体及法兰焊接、耦合良好性。

2、阀门泄漏的试验监测方法

阀门   泄漏时才能检出声发射信号。

1)无泄漏状态信号监测(背景噪声检测)

监测阀门2上下游传感器的声发射信号。将待检测阀门2关闭，而阀门2前端的所有的通路打开，此时待检阀门上游有压力，而下游无压力，声发射监测仪监测判定无泄漏所引起声发射信号。

2)管道、阀门模拟泄漏的声发射监测模拟阀门泄漏，由于阀门前后压差产生声发射信号。通过阀门上下游传感器监测阀门泄漏情况。而将管道泄漏孔打开监测管道泄漏的声发射信。通过试验模拟泄漏声发射信号的幅值、能量、ASL及频谱随压力(0.1/0.5/1.0MPa)的变化关系。

3)模拟阀门开启、关闭时的声发射监测阀门在开启、关闭过程中，由于从高压向低压或者从对气、水流的阻滞向导通转换，对阀体、管壁产生流冲击、湍流、扰流，多方作用引起广义上的声发射信号。通过声发射监测判定阀门的状态。

阀门状态的声发射检测结果

1、背景及流体噪声检测

试验过程：①阀门1打开/阀门

2、关闭，传感器1接收到信号幅值   高达到31dB，且处于平稳阶段(无流体噪声)；②打开阀门2后，流体开始流动，产生高幅值(60～75dB)、   量信号(5000～20000)；③随着时间延长，流体流动趋于平稳，信号幅值与能量保持在   水平(幅值为58～65dB，能量为8000～14000)；④当关闭阀门2后，信号幅值与能量呈下降趋势并   终达到平稳状态。

为能量对时间的表征向量图，为ASL对时间的表征向量图，反映流体状态的变化状况。ASL为信号平均电平，用以表征采样时间内信号电平的均值，主要用于连续性声发射活动性评价。

3、泄漏状态下声发射检测

管道上钻有1mm直径的小孔，进行泄漏模拟，小孔距离传感器1约100mm。打开阀门1，流体产生泄漏，此时的声发射信号处于泄漏突发阶段，信号不平稳，信号幅值较为分散，   高达到满幅值。随着时间的推移，泄漏状态平稳，信号幅值维持在70～80dB之间。外加干扰信号后，信号幅值明显高于泄漏信号，泄漏信号处于淹没状态。去除干扰并打开阀门，使得流体开始流动，此时信号趋于平稳。第2次外加信号同上分析。   后，当阀门1关闭后，由于流体压力的滞后效应，信号并没有立刻消失，而是逐渐减少，衰减过程持续5s左右，   后趋于结束。

很好地反映了泄漏过程的各种干扰阶段：可以明显看出当泄漏产生时有明显的声发射信号的跃变，泄漏信号的幅值原高于背景信号，泄漏信号相对于外界干扰(主要是机械干扰)来说其频率   高，能量   加集中。

4、泄漏源的定位

一般连续型声发射信号的定位采用基于信号幅值衰减的定位方法和互相关定位方法。

1)基于信号幅值衰减的定位方法。该方法   先要知道信号在被检测构件中的衰减特性，其次所有传感器的灵敏度要调节到一致。

信号幅值衰减定位方法的一般步骤如下：   先通过传感器阵列找出输出   大的和   大的传感器，这2个传感器距离泄漏源   近；其次观察2个传感器输出的不同处；再次画出2个传感器之间的信号衰减曲线；   后基于传感器输出的不同，根据信号衰减曲线定位泄漏源。

2)信号的互相关定位方法。互相关技术是一种   为   的泄漏定位技术，它可以确定信号到达不同传感器的时间差。

本文通过理论   和试验验证，论述了声发射检测技术在船用管道、阀门实时状态监控中应用的可行性和   性。利用声发射技术较好地监测舰艇内部不易接近观察的管道、阀门在各种复杂情况下的信号变化特征，   声发射信号在不同试验过程中的变化趋势。

声发射在船用的应用也需要大量的基础工作，如长时间连续的声发射检测从而获得管道、阀门不同工况下的声发射信号，主要是将舰艇相关部位的振动、传导等噪声源进行摸底，摸清不同泄漏状态下的舰艇管道、阀门的声发射信号特征从而经过长期积累建立舰艇管道及阀门的声发射监测专家系统，从而实施对异常状况进行确认。经过长时间理论与相关的舰艇应用的结合，声发射技术定将在船用管道、阀门的状态监测   广泛应用，进一步舰艇的动力系统的   。