1引言

耐火材料是一种多孔、多相的微观非均质材料，广泛应用于各类工业窑炉及高温容器件的内衬结构中，是高温工业热工装备中不可或缺的重要材料，同时是高温炉衬结构中最薄弱的易损环节之一[1-2] 。

声发射（AE）是一种常见的声学物理现象，是由于材料受到内部或外部作用力时，其内部应力到达极限，导致应变能快速释放产生瞬态弹性波或应力波现象[3]。作为一种损伤识别方法，主要通过分析声发射信号的波形和参数来对损伤状态进行判断，波形分析主要是通过研究信号的频域分布，提取反映信号源的动态特征[4]；声发射参数主要有：上升时间、计数、能量、幅值、质心频率、峰值等，通过对这些参数的分布进行聚类分析来判断材料损伤情况。

声发射信号是声发射源信号经过媒介传播后由声发射传感器拾取的信号，在传播过程中会发生波的反射、衰减和失真，导致接收到信号发生波形失真、饱和限幅等；失真的声发射信号会让我们误判声发射源位置和材料的损伤状态。文献[5]在研究混凝土疲劳损伤时定义：RA=上升时间/峰值，AF=计数/持续时间，文献[6]在研究混凝土声发射波形影响因素时，发现随着传播距离增大，平均频率变小而上升角变大，说明直接分析声发射信号不能准确判断损伤状态。文献[7]在研究混凝土声发射信号失真时，传播距离增加几厘米上升角增大（3~4）倍，平均频率能量会降低 30%。

目前还没有办法直接获得声发射源信号，方法大多是对失真的信号进行补偿恢复，文献[8]在研究同轴电缆信号在传输过程的衰减时，结合黑箱模型和系统模型利用信号在电缆中传输的衰减特性，对电缆的出口信号反补重建入口信号。文献[9]在研究超声信号在人体组织中传播衰减时，建立指数衰减的数学模型，采用频率抽样法设计频率衰减补偿滤波器，取得一定效果。为减弱耐火材料声发射源信号在传播路径上的失真，尽可能地恢复真实声发射源信号，实现对损伤的定量描述，假设声发射信号的传播路径为线性稳定系统，采用断铅信号模拟具有冲击特性的声发射源信号，用盲目反卷方法对不同传播距离的断铅信号进行分析研究，对不同传播路径的冲击响应进行估计，设计预测滤波器，对耐火材料声发射信号恢复进行实验研究。

2实验设计

2.1 实验装置及材料

实验装置简图，如图 1 所示。材料表面每隔 60mm 采用0.5mmHB 铅芯折断模拟具有冲击特性的声发射信号，传感器为 R15 谐振探头，共振频率 150kHz，采样频率为 1MHz，声发射数据与波形采集由声发射软件 AEWin 与数据采集系统 PCI-2 完成，由传感器采集经增益为 40db 前置放大器处理并储存于数据采集系统中，采集门槛设置为 40db 避免噪声干扰。传播路径为碳镁质耐火材料，为烧结镁砂、石墨和树脂结合剂为原料，通过压力试验机压制成型。

由图 6 发现，由于声发射源对传感器接收位置的不同，因此频响曲线存在差异，这是由于信号在传播过程中，高频成分衰减较低频快的缘故，所以对于距离最远的位置 A，对信号低频成分保留的较多，而高频成分则保留的较少；此外频响曲线在 150kHz有一个峰值，这是由于声发射探头谐振作用的结果，所以 150kHz的频率成分存在失真。

4 声发射信号恢复

4.1 声发射信号的盲反卷恢复

在图 1 所示 A、B、C 位置折断铅芯的声发射信号经盲卷恢复后时域波形及频谱，如图 7 所示。

由图 7 发现，经过盲反卷估计后，频谱在全频段的分布，尤其是高频成分得到一定恢复；此外降低了谐振探头在 150kHz 左右对声发射信号的共振作用导致的失真。

4.2 耐火材料声发射信号的盲反卷恢复

实验信号来自耐火材料三点弯曲试验，用微机控制电子万能试验机对材料进行载荷控制加载，加载率 625N/s，用声发射采集系统对声发射信号进行采集。采集的声发射信号及频谱，如图8（a）所示。声发射信号经盲卷恢复后的时域波形及其频谱，如图8（b）所示。