1、前言

声发射技术近年来在国内得到了很好的推广，但由于其专业性比较强，用户对声发射仪器的各项参数不甚理解，因而在选购的时候未免有些盲目。
笔者多年从事声发射仪器开发和声发射现场检测，在声发射仪的销售过程中也对用户需求做了较深入的了解。现从技术角度来谈谈声发射仪的选购，仅供大家参考。（本文仅探讨数字化声发射仪的选购）

2、声发射仪器的组成
声发射仪器系统一般由声发射传感器、前置放大器、声发射采集卡（或称声发射卡）、软件系统和必要的电缆附件及主机等组成。其中核心部分是声发射采集卡，因而首先要注意选购合适的采集卡。声发射卡一般有2通道/卡、4通道/卡、8通道/卡三种,一般来说单卡集成的通道数更多则有利于单位体积的通道数最大化,往往适用于现场工程检测。多卡并行工作则可组成2n、4n、8n多通道仪器，确定了通道数之后则可确定需要购买声发射卡的数量。

3、声发射采集卡的选择
由于PCI总线有着即插即用、升级扩充方便、数据传输速率高等优点，因此目前大多数声发射仪器的信号采集部分均采用PCI总线结构。本文也仅仅针对PCI总线的声发射卡展开讨论。
声发射采集卡最主要的指标是采样率、采样精度和频率范围以及单卡通道数。声发射卡的采样精度一般为10位、12位、16位和18位，每通道采样率一般为3M、5M、10M、20M和40M。决定采集卡这两项指标的核心元件就是模数转换芯片（即A/D转换器,ADC），为了保证波形信号的完整性，ADC的采样率一般需要达到信号频率的5~10倍频。例如压力容器常用的16Mn钢中的声发射信号频率一般为100kHz~600kHz，那么ADC需要达到的采样频率在3MHz～6MHz为宜。而玻璃纤维、复合材料等材料中的声发射信号频率有时高达2MHz甚至5MHz，而且就目前国内外的相关文献来看，针对声发射信号研究的频率也呈逐年趋高的形势，因此实验室研究用的声发射卡的采样率往往都要求在10M以上，才能保证可以采集到更多更完整的声发射信号。
声发射采集卡不同于通用的数据采集卡，由于声发射信号的数据流量较大，只能采用FIFO（先进先出）的数据传输结构。此外，声发射卡上还有一些信号放大、滤波、参数提取等辅助功能。加上声发射技术比较专业，市场容量有限因此声发射卡的价格会比通用的采集卡高出许多。虽然有些同步采集卡也可以进行声发射信号采集，但卡上没有硬件时钟、触发机制不甚完善，往往只是用在要求不太高的简单试验场合。
因此，在选择声发射仪的时候首选要确定声发射卡的采样率、采样精度和频率范围能否满足自己的使用要求，最好能有一定余量，便于日后更换不同的传感器进行不同材料的声发射检测。毕竟传感器的价格要比声发射卡要便宜几十倍甚至上百倍，更换传感器要比更换声发射卡要容易和经济得多。

4、声发射软件系统的选择
声发射软件除了最基本的采集、储存、显示、回放和分析功能之外，其他软件包最好按需选择，够用即可。完全没有必要为4通道的声发射系统配备球面定位的软件。同时还要考虑到数据格式问题，最好选用数据格式开放的软件，便于用第三方数学软件进行深入分析和验证。

5、声发射传感器和前置放大器的选择
声发射传感器一般根据材料中声发射信号的频率来确定，如已知材料中声发射信号的谐振频率，那么则可以选择相应频率的传感器。当材料中信号的频率尚未确定时，可以首先用宽带传感器进行试验，通过试验得知信号频段然后再选择相应的传感器。如果要对整个信号频段进行检测，那么最好选用宽带传感器。前置放大器一般可选用较宽频带的产品，以增加传感器选择的灵活性。
传感器的选择切忌人云亦云，最好能先用宽带传感器做个试验来选择合适的传感器。笔者曾有幸在河海大学参与了混凝土结构的声发射试验，之前实验室工作人员均选用60kHz的传感器，后来想到用宽带传感器再重新测试一下，结果发现声发射波形信号除了在60kHz~90kHz有一个尖峰之外，在1.1MHz~1.4MHz之间还有个一个更明显的波峰。频谱分析的结果也证实了信号中存在大比例的1MHz以上的频率分量。而很多文献上都推荐用60kHz的传感器来对混凝土进行声发射测试。

6、电缆附件的选择
电缆附件在整个声发射系统是最容易被忽视的部分，也是最容易出问题的部分。在选择信号电缆时要注意接头最好是一体化整体注塑的，以免长期使用造成松动导致接触不良。

总之，选择声发射仪之前一定要清楚自己的需求，以及用声发射技术来实现的具体方案。然后遵照声发射卡>系统软件>声发射传感器和前置放大器>附件和主机的顺序来逐一选择。最后希望大家能选购到合用的声发射仪。
鹏翔科技