【正文】 ? （ 4）模式識別理論用于監(jiān)測診斷技術(shù)，將使系統(tǒng)處理問題的能力得到極大的提高，從而使監(jiān)測診斷系統(tǒng)得到更加廣泛的應(yīng)用。必要時，還可與中央處理機相聯(lián)形成計算機故障診斷與監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。 在微機系統(tǒng)中加入專用信號處理板 ， 使得微機信號處理能力和速度大大提高 ， 可基本達到專用信號分析儀的水平 。 ? 當檢測出軋機已產(chǎn)生裂紋 ， 但又沒有備件來更換的情況下 ， 新日鐵公司采取了兩項措施 ， 其一是降低軋制力 20%繼續(xù)維持生產(chǎn) ， 其二是在上述狀況下 ， 用聲發(fā)射技術(shù)對裂紋擴展進行監(jiān)測 。對于高強度鋼，它的聲發(fā)射計效率、聲發(fā)射累計數(shù)、應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系曲線如圖 525所示。 實踐證明 ， 生產(chǎn)系統(tǒng)正常時 ， 其背景噪聲僅為， 而當反應(yīng)器引出管或其它部位嚴重漏氣時 ， 背景噪聲會急劇升高 ， 最高的可達 ， 背景噪聲突然升高 ， 就應(yīng)及時采取措施 ， 防止事故 。 每當生產(chǎn)系統(tǒng)條件有所變化 （ 壓力 、 溫度變化 ） 時 ，聲發(fā)射儀能靈敏地接收到由于這些因素變化而引起的聲發(fā)射信號 ， 并在 X－ Y記錄儀上反應(yīng)出來 。 ? 由于一般傳感器背襯是空氣，壓電元件與空氣聲阻抗相差很大，阻抗匹配使被激勵的壓電元件的兩個界面形成多次反射，加長了振鈴時間。 62 ? 2． 聲發(fā)射傳感器 ? 聲發(fā)射接收傳感器多用諧振式壓電傳感器，差動式壓電傳感器和寬帶式壓電傳感器，在標定傳感器時還用到電容式傳感器。計數(shù)器受時基控制，用數(shù)字顯示，并通過數(shù) —— 模轉(zhuǎn)換為模擬電壓，供記錄儀器記錄。聲發(fā)射儀的作用有三：接收聲發(fā)射信號；處理已接收到的聲發(fā)射信號；顯示處理后的聲發(fā)射數(shù)據(jù)。 頻率分析的主要工作是測量出聲發(fā)射信號中的各種頻率成分及它們的幅度 ， 然后再加以分析比較 。 ? 能量量度的另一種方法是測量事件的寬度，把能量與事件寬度聯(lián)系起來。 58 ? 3． 能量和能量率 ? 在聲發(fā)射技術(shù)中 ， 多采用振鈴計數(shù)法 。 57 ? 2． 幅度與幅度分布 ? 古典力學認為，振蕩的能量與振蕩幅度的平方成正比，故可用聲發(fā)射信號的幅度作為聲源釋放能量的量度，其值可采用峰值和有效值。 一般的事件計數(shù)處理方法 ， 只注意了事件的頻度 ， 而較少涉及信號的幅度 ， 因此它只是著重反映了裂紋擴展的步進次數(shù) 。 下面介紹聲發(fā)射信號的特征及其表示方法 。如果釋放的應(yīng)變能足夠大 ， 就能發(fā)射出可以聽得見的聲音 ， 如彎曲錫片時 ， 會聽到噼啪聲 。 ? 可以看出，用超聲方法對活塞進行現(xiàn)場探查有如下的優(yōu)點：（ 1）靈敏度高，反應(yīng)快，可以迅速確定缺陷的位置；（ 2）滲透力強，可以檢測原材料；（ 3）只需從一個方向檢查活寒．不需拆開機器。 ? 如圖 518所示，當管壁受到嚴重的腐蝕時，由于內(nèi)壁形狀不規(guī)則，回波信號將變寬、數(shù)目減少。為了取得較好的效果，可以用鈦酸鋇制作發(fā)射探頭，用硫化鋰制作接收探頭，常用的超聲波頻率為 ～ 。這種方法采用兩個探頭，一個探頭發(fā)射超聲能量，另一個探頭接收超聲能量。 當工件的厚度為超聲波半波長的整數(shù)倍時 ， 在工件的兩個側(cè)壁間超聲能量將發(fā)生振蕩 ， 從而在工件中產(chǎn)生駐波 ， 其波腹在工件的表面上 。也有分別用發(fā)射探頭、接收探頭的，即雙斜探頭法，如圖 516（ b）所示。 47 ? 儀器顯示屏上的時基線與激勵脈沖是同步觸發(fā)的 ， 在時基線的始端出現(xiàn) “ 始波 ” （ 見圖 516） ， 當探頭接收到底面反射波時 ， 時基線上出現(xiàn)一 “ 底波 ” 。 ? （ 2）按缺陷顯示方式分 ? 有 A型顯示探傷儀， B型顯示探傷儀， C型顯示探傷儀。 44 ? 二、檢測儀器與設(shè)備 ? 1．超聲波探頭 ? 超聲波探頭實際上是一種機械能和電能互相轉(zhuǎn)換的換能器，大多數(shù)是利用壓電效應(yīng)制作的，其功能在于發(fā)生和接收超聲波。 ，這時穿透率最好。假若介質(zhì)為液體時，反射波和折射波只有縱波。 ? 當鋼中的超聲波傳到空氣界面時，由于聲波在空氣和鋼中傳播的聲速相差較大，且兩者的密度也相差很大，因此超聲波在界面上幾乎 100% 地被反射了，它完全不到空氣中去。 ? 聲速 c，波長 λ 與頻率 f之間有如下的關(guān)系 ? c=fλ 41 ? 3． 超聲波的反射與穿透 ? 當超聲波傳到缺陷處 、 被檢物底面或者不同金屬結(jié)合面處的不連續(xù)部分時 ， 會發(fā)生反射 。 質(zhì)點振動方向與傳播方向垂直的彈性波稱作橫波 ， 橫波只能在固體中傳播 。 這樣就把電的振蕩轉(zhuǎn)換為機械振動 ， 并在介質(zhì)中進行傳播 ， 如圖 5－ 10所示 。 超聲波在探傷中得到廣泛應(yīng)用的主要原因在于： ? （ l） 超聲波的波長以毫米計 ， 光波的波長更短一些 ， 所以二者特性相近 ， 超聲波有很好的指向性 ，而且頻率越高 ， 指向性越好 。 同時也可監(jiān)視生產(chǎn)設(shè)備的有關(guān)沉積 、 阻塞 、 熱漏 、 絕熱材料變質(zhì)及管道腐蝕等有關(guān)情況 ， 以便有針對性地采取措施 ， 保證生產(chǎn)正常進行 。 圖 5－ 10（ b） 表示掃描一個周期后的記錄 ， 圖中兩負脈沖 C、 D對應(yīng)于樣件表面的參考基準 ， 該基準是比輻射率很小的材料細線 ， 輻射能力比樣件表面低得多 ， 用它 來表示一個周期的 起點和終點 。 加熱物體時 ， 熱量將沿表面流動 ， 如果物體無缺陷 ， 熱流將是均勻的；如果有缺陷存在 ， 熱流特性將改變 ， 形成熱不規(guī)則區(qū) ， 從而可發(fā)現(xiàn)缺陷所在 。 為防止 “ 燃軸 ” 事故 ， 利用紅外測溫技術(shù)制成了 “ 熱軸探測儀 ” ， 可以方便精確地用以檢測 。 31 ? 四 、 溫度測量應(yīng)用 ? 升溫原因 機件中由于不正確的工作位置、或過載運行、或軸承的磨損運轉(zhuǎn)、或潤滑不良等原因，會產(chǎn)生異常熱量。 29 ? 三 、 紅外測溫的特點 ? 1． 非接觸式測量 ? 這一特點使得遠距離 、 高速運動或帶電的目標其溫度測量變得方便 ， 而且不影響被測目標的溫度分布 。 由于光電效應(yīng)很快 ， 所以光電探測器對紅外輻射響應(yīng)時間極短 ， 比熱敏探測器快三個數(shù)量級 ， 最短響應(yīng)時間達納秒 （ 109s） 數(shù)量級 。熱探測器的優(yōu)點是對于各種波長的紅外輻射具有相同的響應(yīng)率，但一般響應(yīng)時間較長，大都在毫秒（ 103s）數(shù)量級以上。只要知道了物體的溫度及其比輻射率，就可算出它所發(fā)射的輻射功率；反之，如果測出了物體所發(fā)射的輻射強度，就可以算出它的溫度，這就是紅外測溫技術(shù)的依據(jù)。 一般可見光的波長為 ～ m， 紅外線的波長范圍相當寬 ，達 ～ 1000μ m。如：液體膨脹式溫度計 、 固體膨脹式溫度計 、壓力表式溫度計 、 電阻溫度計和熱電偶溫度計等 。 20 ? 表 5－ 2齒輪箱磨損工況 21 ? 第二節(jié) 溫度及紅外監(jiān)測技術(shù) ? 溫度是表示物體冷熱程度的物理量 ， 也是物質(zhì)分子運動能量大小的反映和標志 。 19 ? （ 2）齒輪系統(tǒng)油液的鐵譜分析 ? 表 52是利用直讀式鐵譜儀測出的一齒輪箱在不同運轉(zhuǎn)時間內(nèi)的磨損工況。 %100????SLSLDDDDP L P18 ? 6. 應(yīng)用實例 ? （ 1）化工廠攪拌器減速齒輪箱監(jiān)測 ? 在該減速齒輪箱的鐵譜片上發(fā)現(xiàn)譜片人口端的磨粒沉積量很高，其中有許多大的金屬磨粒，這些金屬磨粒呈片狀，其表面沒有線痕和氧化的跡象，它們的尺寸達 80μm以上，其尺寸與厚度之比約為10:1。 ? （ l）磨損烈度 ? （ 2）標準磨粒濃度 ? 每毫升油樣的磨粒濃度，用 SWPC表示 ? 式中， N是流過直讀式鐵譜儀油樣的毫升數(shù) 22))(( SLSLSLA AAAAAAI ?????22))(( SLSLSLD DDDDDDI ?????NDDSWP C SL ??17 ? （ 3）大磨粒百分數(shù) ? 大磨粒在磨粒總含量中的百分數(shù)表示為。根據(jù)磨粒濃度和油樣粘度的不同，一般測量時間可以從 30秒到 30分鐘。當磨粒濃度值超過某一規(guī)定值時，數(shù)字顯示裝置還會發(fā)出警告信號。這