声发射检测系统的制作方法

本实用新型涉及声发射技术领域，特别是涉及一种声发射检测系统。

背景技术：

材料中局域源快速释放能量产生瞬态弹性波的现象称为声发射。声发射源释放出的弹性波在结构中传播时携带有大量结构或材料缺陷处的信息，用仪器检测、记录、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射技术。

传统的声发射检测系统有几个到几十个检测通道，每个通道一般包括声发射传感器、采集器和计算机，采集器设有电源为采集器内部的电气元件提供电量，若采集器内部的电源耗尽，需要人工为采集器更换电池或接插充电线充电。在一些复杂的环境中，例如，游乐设施摩天轮、过山车、高陡露天边坡，这些环境不适合人员进行更换电池或插充电线充电的操作，给声发射系统的使用带来不便。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种声发射检测系统，用以解决声发射检测系统在复杂的坏境下人员不方便进行更换电池或插充电线的问题，给声发射系统的使用带来方便。

其技术方案如下：

一种声发射检测系统，包括：声发射传感器；采集器，所述采集器包括与所述声发射传感器通信连接的信号处理组件、与所述信号处理组件通信连接的输出元件、均与所述信号处理组件及所述输出元件电性连接的供能元件、及与所述供能元件电性连接的无线充电元件，所述无线充电元件用于接收电磁波、并为所述供能元件充能；及定位器，所述定位器与所述输出元件通信连接。

上述声发射检测系统在使用时，声发射传感器布置在被测物体上用以检测被测物体的声发射信号，然后将声发射信号传输至采集器，信号处理组件将声发射信号处理后得到定位参数，输出元件将定位参数传输给定位器，定位器能够根据定位参数对发射源进行实时定位。上述的声发射检测系统通过在采集器内设置供能元件及无线充电元件，可以通过无线充电元件为供能元件充电，而不用人员进行更换电池或插充电线的操作，方便了声发射系统的使用。

进一步地，所述信号处理组件包括与所述声发射传感器通信连接的信号调理元件、及与所述信号调理元件通信连接的模数转换元件，所述模数转换元件还与所述输出元件通信连接，所述信号调理元件及所述模数转换元件还均与所述供能元件电性连接。

进一步地，所述信号处理组件还包括与所述声发射传感器通信连接的信号放大元件、及与所述信号放大元件通信连接的模拟滤波元件，所述模拟滤波元件还与所述信号调理元件通信连接，所述信号放大元件及所述模拟滤波元件还均与所述供能元件电性连接。

进一步地，所述采集器还包括均与所述模数转换元件及所述输出元件通信连接的数字滤波元件，所述数字滤波元件还与所述供能元件电性连接。

进一步地，所述采集器还包括均与所述数字滤波元件及所述输出元件电性连接的控制元件，所述控制元件还与所述供能元件电性连接。

进一步地，所述的声发射检测系统还包括与所述输出元件无线连接第一无线传输器、与所述第一无线传输器无线连接的第二无线传输器，所述第二无线传输器还与所述定位器通信连接。

进一步地，所述的声发射检测系统还包括同步元件，所述声发射传感器及所述采集器均至少为两个，且至少两个所述声发射传感器与至少两个所述采集器一一对应地电性连接，至少两个所述采集器上的所述信号处理组件还均与所述同步元件通信连接。

进一步地，所述同步元件为GPS授时元件。

进一步地，所述的声发射检测系统还包括与至少两个所述采集器上的所述输出元件无线连接的第三无线传输器，所述第三无线传输器还与所述第一无线传输器无线连接。

进一步地，所述采集器还包括磁性外壳，所述信号处理组件及所述供能元件均设置于所述磁性外壳内，所述输出元件设置于所述磁性外壳上。

附图说明

图1为本实用新型实施例一所述的声发射检测系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述系统的采集器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二所述的声发射检测系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例三所述的声发射检测系统的结构示意图。

附图标记说明：

100、声发射传感器，200、采集器，210、信号处理组件，211、信号调理元件，212、模数转换元件，213、信号放大元件，214、模拟滤波元件，220、输出元件，230、供能元件，240、数字滤波元件，250、储存元件，260、控制元件，270、无线充电元件，300、定位器，400、第一无线传输器，500、第二无线传输器，600、同步元件，700、第三无线传输器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1-2所示，一实施例所述的一种声发射检测系统，包括：声发射传感器100、采集器200及定位器300。声发射传感器100用于探测声发射信号，采集器200用于采集声发射信号，定位器300用于根据声发射信号对声发射源进行定位。

可选地，采集器200包括与声发射传感器100通信连接的信号处理组件210、与信号处理组件210通信连接的输出元件220、均与信号处理组件210及输出元件220电性连接的供能元件230、及与供能元件230电性连接的无线充电元件270，定位器300与输出元件220通信连接。无线充电元件270用于接收电磁波、并为供能元件230充能。

在其中一个实施例中，信号处理组件210包括与声发射传感器100通信连接的信号调理元件211、及与信号调理元件211通信连接的模数转换元件212；输出元件220为Wi-Fi天线；供能元件230为锂电池或太阳能电池等储蓄电池；无线充电元件270为无线充电线圈；定位器300为电脑或移动终端等计算机。模数转换元件212与输出元件220通信连接，信号调理元件211及模数转换元件212均与供能元件230电性连接。信号调理元件211用于将通过声发射传感器100输入给采集器200的模拟信号转化为模数转换元件212能够接受的模拟信号，模数转换元件212用于将被接收的模拟信号转化为便于信号处理的数字信号。

进一步地，信号处理组件210还包括与声发射传感器100通信连接的信号放大元件213、及与信号放大元件213通信连接的模拟滤波元件214，模拟滤波元件214还与信号调理元件211通信连接，信号放大元件213及模拟滤波元件214还均与供能元件230电性连接。在实际应用中，声发射传感器100所探测的声发射信号都比较微弱，通过信号放大元件213能有效地将声发射信号进行放大，方便处理。由于声发射传感器100在探测声发射信号的同时会探测到干扰信号，这些干扰信号都为模拟信号，且会对发生源的定位产生影响，通过模拟滤波元件214能有效地过滤掉干扰信号，提高定位发生源的准确度。

进一步地，采集器200还包括均与模数转换元件212及所述输出元件220通信连接的数字滤波元件240，数字滤波元件240还与供能元件230电性连接。声发射传感器100所探测的模拟信号经过模数转换元件212后会变成数字信号，数字滤波元件240能够实时将数字信号滤波后再做波形后处理，增强滤波效果，提高定位发生源的准确度。

更进一步的，采集器200还包括储存元件250及控制元件260，信号处理组件210及数字滤波元件240均与存储器件通信连接，数字滤波元件240及输出元件220均与控制元件260电性连接。存储器件用于储存经过信号处理组件210处理过的声发射信号，控制元件260用于控制数字滤波元件240和输出元件220的工作，实现滤波和信号输出过程中的属性配置、启停管控及状态监控等功能。

上述声发射检测系统在使用时，声发射传感器100布置在被测物体上用以检测被测物体的声发射信号，然后将声发射信号传输至采集器200，信号处理组件210将声发射信号处理后得到定位参数，输出元件220将定位参数传输给定位器300，定位器300能够根据定位参数对发射源进行实时定位。上述的声发射检测系统通过在采集器200内设置供能元件230及无线充电元件270，可以通过无线充电元件270为供能元件230充电，而不用人员进行更换电池或插充电线的操作，方便了声发射系统的使用。

如图3所示，在其中一个实施例中，声发射检测系统还包括与输出元件220无线连接第一无线传输器400、与第一无线传输器400无线连接的第二无线传输器500，第二无线传输器500还与定位器300通信连接。第一无线传输器400及第二无线传输器500用于将声发射信号从采集器200传输至定位器300。

可选地，第一无线传输器400及第二无线传输器500均为交换机。当来自声发射传感器100的声发射信号通过信号线输入给采集器200时，信号处理组件210对信号进行预处理，然后通过输出元件220传输至第一无线传输器400；第一无线传输器400再将信号传输给第二无线传输器500；第二无线传输器500通过网线将信号传递给定位器300；定位器300将数据进行处理，最终对声发射源定位。如此，声发射检测系统通过采集器200与定位器300之间的无线连接可以有效地解决声发射检测系统需要花费大量的时间和人力布置电缆线、以及检测领域受限于一些大型设备和复杂的环境的问题。

如图4所示，作为上述实施例的进一步改进，声发射检测系统还包括同步元件600，声发射传感器100及采集器200均至少为两个，且至少两个声发射传感器100与至少两个采集器200一一对应地电性连接，至少两个采集器200上的信号处理组件210均与同步元件600通信连接。

可选地，同步元件600为GPS授时元件或同步器。在本实施例中，同步元件600为GPS授时元件，采集器200通过GPS授时元件接收GPS卫星时间校准时钟，从而实现至少两个采集器200之间的时间同步，从而通过获得不同采集器200信号的时差，实现时差定位的功能。

更进一步地，声发射检测系统还包括与至少两个采集器200上的输出元件220无线连接的第三无线传输器700，第三无线传输器700还与第一无线传输器400无线连接。可选地，第三无线传输器700也为交换机。具体地，第一无线传输器400及第二无线传输器500均为单节点接入交换机，第三无线传输器700为多节点接入交换机。单节点接入交换机是高速无线数据采集基站，配合采集器200及定位器300，即可搭建起无线数据采集网络，可用作无线数据采集的数据接收端，亦可用作无线数据采集的数据发送端。多节点接入交换机可负责管理多个采集器200。

在一实施例中，声发射信号数据的传输路径如下：

1、声发射传感器100接收的声发射数据通过信号线传输给采集器200；2、采集器200按照定位器300设置的条件对声发射数据进行采集和处理、并传输给第三无线传输器700；3、第三无线传输器700将数据再传输给较近距离的第一无线传输器400；4、第一无线传输器400再将数据传输给与其距离最远达10千米的第二无线传输器500；5、第二无线传输器500通过网线将数据传递给定位器300；6、定位器300将数据进行处理，最终对声发射源定位。

在另一个实施例中，采集器200还包括磁性外壳，信号处理组件210及供能元件230均设置于磁性外壳内，输出元件220设置于磁性外壳上。如此，在安装采集器200时，可通过磁性器件吸附到被测对象上，方便安装。

进一步地，磁性外壳上还设有散热孔，便于采集器200散热，避免采集器200在运作时产生的高温干扰信号。

进一步地，声发射传感器100的外壳包括光滑固定面，光滑固定面用于设置于待测物体上。如此，可以避免声发射传感器由于安装不平稳引起的定位误差。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。