3. 2. 3 波导杆中的传播特征参数
断铅声发射信号传播前参量与经波导杆传播后得到的声发射信号参数见表2 ,3. 通过表3 , 可得到波导杆直径与首次信号幅值的关系. 其他参数除上升时间随直径增加而增加外,没有明显变化规律。
3. 2. 4 波导杆中的传播速度
由图2 可知, 在所设置的采样时间内, 多数波导杆上得到的波形中有十几次信号反射. 通过时差测量可知,相邻波峰间的时差相等. 可以推断第2 个波峰是第1 个波峰的反射波,第3 个波峰是第2 个波峰的反射波,以此类推. 由此根据相邻波峰间的时差Δt 及波导杆长度L ,可求得模拟信号在波导杆中的传播速度v 为:
对于实验用7 种波导杆,平均时差Δt = 1 184μs ,平均杆长ŠL = 3 000 mm ,代入式(9) 后得到v = 5 068m/ s. 此为纵波的波速,由简单杆理论,纵波速度vp 为
(10)
将ρ= 7. 80 ×103 kg/ m3 代入式(10) 后可得vp = 5 064 m/ s ,与v 接近,证明实验结果正确
由图2 可以看出,第1 个波峰后面不远处有一个较小幅值的波峰(个别直径波导杆不明显) ,此小波峰与第1 个主波峰间的时差为Δt′,而对于常用7 种波导杆这个数值基本相等,因此横波波速vl 为
(11)
将实测ŠL = 3 000 mm ,Δt = 1 184μs ,平均波峰时差Δt′= 368μs ,代入式(11) ,得到vl = 3 125 m/ s. 模拟声发射信号在波导杆的2 个端面间传播时,由于折射、反射等,产生部分波型转换. 在实际检测中,应考虑多种波型存在或波型转换对检测结果带来的一些相关影响.
由图2 和图3 可知,声发射信号经过波导杆后,其波形发生相应变化,可以看出每种直径的波导杆波形图上都有10 多次反射,说明声发射信号经由波导杆传播后的衰减非常小. 通过参量分析,也证明了这一点. 利用波导杆进行辅助检测成为可能.
由图3 可知,在不同直径波导杆中信号的幅度变化不大, Φ10 , Φ8 ,Φ6 mm 小直径杆波形图在后几次的反射中幅值有微弱的下降. 声发射信号经几次反射后,幅度均有微量增加现象,这是由纵波和横波波速差异引起的2 次反射信号迭加所致.
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