【其他行业标准】 无损检测仪器 单通道声发射检测仪 技术条件

ICS19.100
备案号：34824—2012
中华人民共和国机械行业标准　JB/T 57542011
代替JB/T5754—1991
无损检测仪器
单通道声发射检测仪技术条件
Non-destructive testing instrumentsSpecifications for one-channel acoustic emission testing instrumemt2011-12-20发布
2012-04-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布数码防伪
2规范性引用文件，
3术语和定义.
4技术要求
4.1压电传感器的频率范围
前置放大器
信号调节和检测系统
绝缘电阻
介电强度：
通用要求
基本环境条件
耐运输颠簸性能.
5检测方法
检测设备
声发射仪检测设备及其配置
检测信号的波形
传感器，
前置放大器的检测
测试系统的检验
外部参数检验
耐温性能的检测方法.
耐湿性能的检测方法
耐运输颠簸性能的试验方法
5.12检测项目，
6成套性及随机文件
成套供应
声发射仪提供文件．
7检验规则
出厂检验
型式试验.
判定规则
8标志、包装、运输和贮存
8.1标志．
运输．
JB/T5754—2011
JB/T5754—2011
8.4购存．
图1声发射检测设备及其配置示意图图2三角波选通的正弦信号
图3矩形波选通的正弦信号
表1环境条件
表2推荐使用的检测信号、动态测量范围及其检验突发信号参数所用的容限表3仪器性能测试项目.
本标准代替JB/T5754—1991《单通道声发射检测仪技术条件》本标准与JB/T5754—1991相比，主要变化如下：修改了标准名称；
重新编写了本标准的前言（本版的前言，1991版的前言）；修改第2章标题为规范性引用文件（本版的第2章，1991版的第2章）；JB/T 57542011
第2章所引用的标准，已转化成新标准的，本标准直接引用了与之相对应的新的我国国家标准和行业标准（本版的第2章，1991版的第2章）。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国试验机标准化技术委员会(SAC/TC122)归口。
本标准负责起草单位：长春机械科学研究院有限公司。本标准参加起草单位：爱德森（厦门)电子有限公司、北京声华兴业科技有限公司本标准主要起草人：郭健、林俊明、刘时风。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：-JB/T5754—1991。
1范围
JB/T5754—2011
无损检测仪器单通道声发射检测仪技术条件本标准规定了声发射检测仪的技术要求、检测方法、检测规则、标志与包装等内容。本标准适用于单通道声发射检测仪（以下简称声发射仪)的技术条件。对于多通道声发射仪的相关部分也可参照使用。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T2423.4电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db交变湿热（12h+12h循环）(GB/T2423.4—2008,IEC60068-2-30:2005,IDT)GB/T2611试验机通用技术要求
GB/T12604.4—2005无损检测术语声发射检测（ISO12716:2001,IDT）GB/T13384机电产品包装通用技术条件JB/T6147一2007试验机包装、包装标志、储运技术要求JB/T8283—1999声发射检测仪器性能测试方法JB/T9329—1999仪器仪表运输、运输储存基本环境条件及试验方法3术语和定义
GB/T12604.4中确立的术语和定义适用于本标准。4技术要求
4.1压电传感器的频率范围
压电传感器的典型频率范围为20kHz～1MHz。4.2前置放大器bzxZ.net
4.2.1前置放大器增益
前置放大器的典型增益为40dB。4.2.2前置放大器电噪声
与前置放大器输入端相关联的电噪声(峰值和/或方均根值)电平，其标称值规定为μUpeak和μURMs4.2.3前置放大器动态范围
信号最大输出峰值（无畸变)电压与电噪声峰值电平的比值，单位用分贝（dB）表示。4.2.4前置放大器频率响应和带宽规定声发射信号幅度对应频率响应特性曲线下降3dB位置为带宽。4.3信号调节和检测系统
4.3.1门槛电压
声发射仪应设置门槛电压，其最低门槛电压值应小于声发射仪整机系统增益和噪声的乘积。4.3.2带宽
规定声发射信号幅度对应频率响应特性曲线下降3dB位置为带宽。JB/T 5754—2011
4.3.3突发声发射信号检测
4.3.3.1峰值幅度
峰值幅度受前置放大器输入信号幅度的影响，其允差为土2dB/通道。4.3.3.2持续时间
声发射信号开始和终止之间的时间间隔。持续时间的允差为士2/f。注：f—声发射信号的载波频率，一般为正弦波载波。4.3.3.3上升时间
声发射信号的上升时间应远远小于声发射测试系统截止频率的倒数，其允差为土2/f4.3.3.4能量
应在系统带宽中心（土10%）频率范围内检测声发射能量。4.3.3.5振铃计数
在任何选定的检测区间，声发射信号越过预置门槛的次数，其允差为土5%。4.4绝缘电阻
交流适配器电源输入端与地线之间，试验电压500V时的绝缘电阻应不小于1MQ。4.5介电强度
交流适配器电源输入端与地线之间，应能承受1500V的介电强度电压1min而不出现跳火或飞弧。4.6通用要求
声发射仪外观质量等通用要求应符合GB/T2611的规定。4.7屏蔽
测量仪器的所有屏蔽应采用单点接地连接方式，屏蔽电缆不应形成接地回路。4.8基本环境条件
声发射仪基本环境条件可按产品标准的要求在表1内分级选取额定值。表1环境条件
基本环境条件
高温℃
低温℃
相对湿度（25℃）%
加速度m/s2
脉冲持续时间ms
包装件重量≤100kg时，自由跌落高度mm底面棱边长度<500mm时倾角
100kg<包装件重
量<200kg，倾斜跌落
4.9耐运输颠簸性能
底面棱边长度>500mm时底面离地面最高距离mm
分级额定值
运输贮存
5,-25,-40
75,90,95
-25，．-40
50（轻的搬动）
100（正常搬动）
250（正常搬动）
声发射仪在规定的包装条件下，应能承受JB/T9329中规定的运输试验，试验后各项性能指标应满足本标准的要求。
5检测方法
5.1条件
声发射仪应在满足4.8规定的基本环境条件下进行试验和检测。5.2检测设备
检测设备有：
测试块；
声发射源；
扫描函数或可变脉冲信号发生器；双通道存储示波器；
可调衰减器，单位为分贝(dB);
数字电压表；
有效值电压表；
直流电源：
高、低温箱。
5.3声发射仪检测设备及其配置
JB/T5754—2011
声发射仪检测设备及其配置如图1所示。由传感器检测到的信号或信号发生器输出的信号馈送到前置放大器或主放大器（前置放大器与传感器组合成一体时），然后通过声发射测试系统进行数据处理和评定。在检验条件下，检测设备的动态范围和频率响应明显高于声发射测试系统的动态范围和频率响应。
示波器
信号发生器
外部参数设置
5.4检测信号的波形
前置放大
数字电压表
图1声发射检测设备及其配置示意图检测信号应使用如下波形检验声发射测试系统的工作特性。声发射测试系统
数据采集
a）在规定时间常数的情况下检测声发射信号方均根(RMS）值或平均电平（ASL）值的连续正弦波，使用连续正弦波信号检测测试系统的频率响应和增益。b）噪声信号幅度和频率的变化是随机的，可以利用噪声信号检验连续声发射的灵敏度特性。c）利用三角波选通的正弦信号可以模拟一个突发发射信号（以下简称突发信号），如图2所示。突发信号测试系统可以在一定时间范围内对各个独自越过预置门槛的声发射信号进行识别和表征。
突发信号由如下特性确定：
A幅度；
JB/T5754—2011
R——上升时间；
D——持续时间；
f一一载波检测频率（连续正弦波）。d）利用A、D和f特性确定矩形信号，如图3所示。注：利用各种已选通的正弦波信号检验被测声发射突发信号的特性，例如：门槛电压、峰值幅度、上升时间、持续时间、能量和振铃计数等，见6.7.2和6.7.3幅度
图2三角波选通的正弦信号
5.5传感器
图3矩形波选通的正弦信号
宜采用尺寸和形状的制造范围都很宽的锆钛酸铅陶瓷压电晶体(PZT）材料制成声发射检测用压电传感器（以下简称传感器）。在声发射检测最常用频率（20kHz～1MHz）范围内，传感器可有效地将弹性（声发射）波变换成电信号。使用基准前置放大器和电缆线验证传感器灵敏度。a）可以制成各种类型测试块，例如金属板、有机玻璃棒等。一次性选择测试块尺寸、材料结构、声发射源位置、传感器安装位置，并对他们的使用加以控制以保证测试结果的重复性。测试块与传感器接触表面应光滑、平坦并通过在工作台上的操作进行声隔离以避免外部噪声的干扰。在测试块上合理的使用耦合剂安装传感器。为了节省耦合剂，大多数传感器使用约0.1cm3厚的硅润滑油。牢固地向下按压传感器到测试块上以保证耦合良好。在检测期间，传感器与试块间的贴敷不能受到扰动。推荐使用恒定施力装置。在对下一个传感器进行测试前，应先清除上一次试验遗留在测试块上的耦合剂。b）工作温度取决于制成传感器部件的材料结构特征，应在制造者规定的温度范围内使用传感器。c）利用折断铅笔芯的方法产生声发射源时，在测试块的规定位置上至少应折断铅笔芯3次。用dBAE单位记录每次被测信号的幅度。读取的最低和最高读数之差应小于3dB，否则应重复上述测试过程，直到满足要求为止。注：dBAE一一信号峰值幅度，以1μV为参照的声发射信号幅度的对数测量dBAE=201g(A/Ao）
式中：
Ao——传感器输出1μV(在放大信号之前);A—被测声发射信号的峰值电压。5.6前置放大器的检测
5.6.1传感器和前置放大器的综合噪声电平前置放大器输入端可以是单端或差动，也可以是单端、差动切换式的。为了提高抗电磁噪声干扰能力，宜将前置放大器与传感器组装成一体。由于前置放大器输入端接受到的信号是低电平（几微伏）的弱信号，因此前置放大器应设计成高阻抗输入和低阻抗输出电路。JB/T5754—2011
应规定噪声电平的测量单位并在测试块上不安置传感器的情况下检测传感器和前置放大器的综合噪声电平。
传感器到前置放大器的电缆宜采用低容量（不大于100μF）同轴屏蔽电缆，其长度应尽可能短（不应长于2 m)。
可使用一台示波器确定电噪声峰值电平。使用示波器检测典型的40dB前置放大器时，显示屏上电压和时基设置分别为2mV/格和2ms/格。噪声电平的测量方法应符合JB/T8283—1999中5.4的规定。5.6.2前置放大器增益
将被测信号输出电压与输入电压的比值定义为增益。输出电压幅度为饱和电平的50%，且其频率位于前置放大器频带的中心频率附近时评价前置放大器增益。应对前置放大器的输入和输出信号进行比较。在前置放大器的输入端输入连续的正弦信号，见5.4。应对前置放大器的输入电压做出限定并在其输出与电源共线的情况下采取适当的退耦措施。5.6.3前置放大器动态范围
前置放大器动态范围用信号最大输出峰值（无畸变）电压与电噪声峰值电平的比值表示，单位为dB。动态范围（dB）按公式（1)计算：动态范围=20lg[Upeak（信号IUpeak（噪声）］]·.·5.6.4前置放大器的带宽
将幅度对应频率响应特性曲线下降3dB位置定义为带宽。利用分贝数/格测量低频和高频截止频率。带宽的测量方法应符合JB/T8283—1999中5.1的规定。5.7测试系统的检验
测试系统的检验为：
a）通过声发射参数测量值与从已标定检测仪上读取的外部参数实际值问的比较，来实现测试系统的检验。应采用不同的检测信号对测试系统进行检验。在检验过程中，建议给出检测信号、频率动态范围和容限等参数，
b）由测试系统和/或前置放大器获取的声发射事件应符合滤波器的要求，即应在滤波器的带宽内检测声发射信号参数。如果声发射仪的增益发生变化，则应检查增益变化的情况并对其进行调整。在检验待测声发射参数前，应检查门槛电压。超过门槛电压所用检测信号的最小增益不应小于20 dB。
注：声发射事件一一声发射源一次快速能量释放产生的声发射信号包络波形(经电子技术处理)。5.7.1带宽
将幅度对应频率响应特性曲线下降3dB位置定义为带宽。利用分贝数/格测量低频和高频截止频率。带宽的测量方法见5.6.4。
5.7.2门槛电压
门槛电压可以是可变增益的固定模式，固定增益的浮动模式也可以是与方均根或平均信号电平值相关的平坦线性固定值模式。使用一串三角波选通的正弦信号作为门槛电压的检测信号，其上升时间至少应与10个周期的载波频率和50个周期的持续时间相对应。增加检测门槛电压幅度直到接近声发射测试系统检测到的三角波选通信号满量程的50%，此时检测到的电压幅度即为门槛电压。5.7.3被测突发发射信号参数的检验被测突发发射信号参数的检验步骤包括容限、频率和动态范围，见表2。被测突发发射信号的检测频率应位于系统带宽（土10%）中心。在所有情况下，检测信号的使用范围应覆盖声发射测试系统信号参数的规定范围。
57542011
表2推荐使用的检测信号、动态测量范围及其检验突发信号参数所用的容限声发射参数
峰值幅度A
持续时间D
上升时间R
振铃计数N
能量E
信号平均电平ASL值
和理想RMS值
外部参数P
5.7.3.1峰值幅度
检测信号
三角波选通的正弦信
矩形或三角波选通的
正弦信号
三角波选通的正弦信
矩形或三角波选通的
正弦信号
矩形或三角波选通的
正弦信号
连续正弦或噪声信号
检测用的推荐值
在A=30dBAE、40 dBAE、50 dBAE70dBAE、90dBAE中选三个值
50周期载波频率
10周期载波频率
10周期载波频率
10周期载波频率
10周期载波频率
±2dB/通道
制造者规定的典型值
的±10%
±2dB/通道
±2%最大值
输入检测信号应为三角波选通的正弦信号（见5.7.2），峰值幅度与前置放大器的输入信号有关。其幅度应在BAE标度上用电压测量。在动态范围内进行测量时，至少应规定三个点，例如峰值幅度为30dBAE、50dBAE和70dBAE，其允差为土2dB/通道。5.7.3.2持续时间
利用三角波选通的正弦信号，其持续时问是可变的，至少应在三个规定的时间上进行信号持续时间的检验。持续时间的允差应为2/f。容许使用矩形波选通正弦信号作为持续时间的检测信号。5.7.3.3上升时间
使用上升时间可变的三角波选通正弦信号，以便对上升时间的测量进行检验。上升时间的允差应为2/f。
5.7.3.4振铃计数
应使用可变持续时间的矩形或三角波选通的正弦信号检验振铃计数的测量结果。振铃计数的允差为土5%。
5.7.3.5能量
能量是被测电压信号幅度的平方在信号持续时间范围上的积分，见公式（2）。检测能量的信号应是矩形或三角波选通的正弦信号。(2)
式中：
Ts一一在持续时间范围内声发射信号的起始时间；Te一一在持续时间范围内声发射信号的终止时间：V一一被测信号电压幅度。
5.7.3.6连续信号
应使用连续正弦波检测测试的连续型信号电平。允许选择恒定的方均根值作为“噪声”信号使用。利用方均根电压表测量方均根值。5.8外部参数检验
利用可调直流电压源作为外部参数检验的检测信号。6
5.9耐温性能的检测方法
5.9.1检测设备
高、低温箱。
5.9.2检测步骤
JB/T5754—2011
5.9.2.1进行温度检测时，高、低温箱内的温度应保持恒定均匀，温差不超过3℃，容积至少应为被检声发射仪的3倍。为防止湿度的影响，在不影响温度检测的条件下，必要时，宜采取对高、低温箱密封或注入干燥空气等措施。
5.9.2.2高温试验：将声发射仪放入高温箱内，试验温度为（40士3）℃、（55士3）℃，保持时间为8h，升温速度不大于1℃/min。
5.9.2.3按5.9.2.2规定试验后，使温度降至室温，取出声发射仪并在正常工作条件下放置24h以上，经产品性能检查应符合声发射仪标准的要求。5.9.2.4低温试验：将声发射仪放入低温箱内，试验温度为（5土3）℃、（-25土3）℃、（-40土3）℃保持时间为8h，降温速度不大于1℃/min。5.9.2.5按5.9.2.4规定试验后，使温度升至室温，取出声发射仪并在正常工作条件下放置24h以上，经产品性能检查应符合声发射仪标准的要求（低温试验后，若声发射仪有凝水现象，应适当延长预热时间或采用风扇通风等其他方法迅速去潮后再进行性能检查）。5.9.2.6潮湿箱中空气应能均匀地循环，容积至少为声发射仪的3倍，以保证在规定时间内箱中温度变化不超过土2℃，湿度变化不超过土3%，并防止凝水现象发生。5.9.2.7声发射仪若有对湿度特别敏感的元部件，如磁带、纸带等，允许取出或采用其他措施。5.10耐湿性能的检测方法
耐湿性能的检测方法应符合GB/T2423.4的规定5.11耐运输颠簸性能的试验方法运输性能的试验方法应符合JB/T93291999中4.4和4.5的规定。5.12检测项目
以上环境试验中的仪器性能检测项目不得少于表3的规定。表3仪器性能测试项目
检测项
工作频率、带宽
绝缘电阻
介电强度
外观质量
噪声电平
动态范围
门槛电压
声发射振铃计数
4.1、4.3.2
5.7.2、4.3.1
5.7.3.4、4.3.3.5
试验分类
注：“△”符号表示必检，未标注“△”符号的项目必要时应由质量监督检验部门按需要进行抽检6成套性及随机文件
6.1成套供应
成套供应的声发射仪包括：
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