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一体化振动传感器:声发射传感器的区别

发布时间:2020/6/30

由于机缘巧合,在一次校招中,一个机械学子进入了声发射无损检测行业,同时接触了声发射和振动两种技术,对声发射传感器和一体化振动传感器也都略有皮毛的了解,一体化振动传感器有很多种,但在振动和冲击测量的各个领域中,压电型加速度传感器使用最为广泛。因此以下一体化振动传感器将以加速度传感器为例为大家讲述这两种传感器的区别。


  因为有些客户向我咨询声发射传感器和一体化振动传感器的区别,所以写了下面对于这两种传感器的理解,仅供参考


  一、概念


  一体化振动传感器是用于检测冲击力或加速度的传感器。


  声发射传感器是通过接受由于内部材料内部缺陷(变型或裂纹扩展)在被测物体表面产生的振动信号 ---【表面位移(或速度)的横向或纵向分量】从而将其转化为典型好的的装置。


  声发射概念:材料局域源快速释放能量产生瞬态弹性波的现象称为声发射(Acoustic Emission,简称AE);有时也称为应力波发射。


  二、区别于共同点


  1、共同点


  由于大部分传感器的核心材料都是压电陶瓷,鉴于压电陶瓷的作用,所以这两种传感器的本质都是讲振动信号转化为电信号。


  2、区别


  振动信号一般为加速度、速度、位移等物理量。


  a、从传感器接收信号和输出上来区别


  加速度传感器是将加速度值转换成电荷(非内置前放),输出的电荷量和振动质点的加速度成正比。灵敏度的单位是pC/m/s2;


  而声发射AE传感器的输出是和振动粒子的速度成正比,灵敏度是mV/m/s;也就是说虽然接收的都是振动信号,但是具体接收的振动信号的物理量类别不同,因而导致传感器功用不同。


b、从传感器的结构来区别


  加速度传感器是压电陶瓷加质量块的结构。


  谐振式声发射传感器一般由壳体、耦合面、压电元件、连接导线及接线端子组成,宽带型声发射传感器除了谐振式传感器的部分之外,还加入阻尼材料抑制部分谐振。


  c、从灵敏度上来区别


  加速度传感器的灵敏度是一个固定值,而声发射传感器的灵敏度没有一个固定值,而是用一个响应曲线来表示。对不同频率的信号,灵敏度不同。


  d、从用途上来区别


  简单的说,一体化振动传感器需要与被测物体相固定在一起,形成振动系,因此其最好的安装方式就是用螺丝将传感器紧固在待测物体上,所以一体化振动传感器是用来检测整个待测物体的振动,可以说是“宏观现象”;其这样的振动频率一般较低,因此一体化振动传感器适用于低频段。


  而声发射传感器检测的是材料内部局域缺陷产生的应力波,是用来检测的材料内部局域产生的振动,可以说是“微观现象”;所以安装方式只要将传感器紧贴在待测物体上面即可,也可使用夹具。不过,因为这种应力波在介质之间传递的时候,其衰减较为严重,所以一般会在待测物体与传感器之间涂抹耦合剂。此外还有空气耦合声发射传感器(PXR04A),不需要与待测物体接触就可以进行检测。而这种因为材料内部破碎产生的应力波是一种高频振动,因此,声发射传感器适用于高频段,一般一20KHz为分界线。


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