目录
前言

第 1 章 绪论 1

1. 1 引言 1

1. 2 声学检测技术发展史 2

1. 2. 1 国外研究进展 3

1. 2. 2 国内研究进展 4

1. 3 锅炉炉管泄漏检测装置中的关键技术 7

1. 4 国内外先进声检测仪器简介 9

1. 5 本书的主要内容 11

第 2 章 声学检测的基本概念与原理 13

2. 1 声学检测的物理基础 13

2. 1. 1 声发射的产生 13

2. 1. 2 连续波和脉冲波 15

2. 1. 3 宽脉冲和窄脉冲 16

2. 1. 4 声波的传播 17

2. 1. 5 声源与声场的数学模型 24

2. 1. 6 影响声发射特性的因素 28

2. 2 声信号分析与处理方法 29

2. 2. 1 声信号类型 29

2. 2. 2 信号特性参数 30

2. 2. 3 噪声的排除 33

2. 3 声学检测原理 34

第 3 章 锅炉炉管泄漏特性研究 37

3. 1 过热器爆管失效研究 37

3. 1. 1 过热器长期过热爆管的机理、 形式与特征 38

3. 1. 2 过热器泄漏防范 39

3. 2 再热器爆管失效研究 41

3. 2. 1 再热器爆管的直接原因 41

3. 2. 2 再热器爆管防范措施 42

3. 3 水冷壁爆管失效研究 42

3. 3. 1 水冷壁爆管现象 43

3. 3. 2 水冷壁爆管直接原因 43

3. 3. 3 水冷壁爆管主要原因 43

3. 3. 4 防止水冷壁爆管采取的措施 44

3. 4 省煤器爆管失效研究 45

3. 4. 1 省煤器爆管现象 45

3. 4. 2 省煤器爆管原因 45

3. 4. 3 预防省煤器泄漏的对策 46

3. 5 判定 “四管” 泄漏的方法 47

3. 5. 1 “四管” 泄漏后的现象 47

3. 5. 2 不同受热面爆漏后的参数变化比较 48

3. 5. 3 总述 50

第 4 章 锅炉声发射与传播特性 52

4. 1 锅炉炉管泄漏声音特性分析 52

4. 1. 1 泄漏发声模型 52

4. 1. 2 泄漏蒸汽流速计算 54

4. 1. 3 泄漏噪声声压级、 频率计算 54

4. 1. 4 泄漏喷流实例 55

4. 2 炉内背景噪声特性分析 56

4. 2. 1 炉内燃烧噪声 56

4. 2. 2 吹灰器噪声 57

4. 2. 3 燃烧器喷流噪声 57

4. 3 炉内声传播特性分析 58

4. 3. 1 声音在炉内的衰减 58

4. 3. 2 声音在炉内的混响 59

4. 3. 3 管阵列对声线的影响 61

第 5 章 声信号的数字化处理与分析 64

5. 1 声信号数字处理基础 64

5. 1. 1 信号的数字化 64

5. 1. 2 DFT (离散傅里叶变换) 66

5. 1. 3 数字化分析处理中的若干问题 69

5. 1. 4 FFT (快速傅里叶变换) 73

5. 2 时频分析与传输理论 74

5. 2. 1 声信号的时域分析 75

5. 2. 2 声信号的频域分析 76

5. 2. 3 信号传输理论基础 80

5. 3 滤波器 82

5. 3. 1 滤波的基本原理 82

5. 3. 2 滤波器设计 85

第 6 章 锅炉炉管泄漏声源定位方法 88

6. 1 定位方法综述 88

6. 1. 1 基于最大输出功率的可控波束形成方法 88

6. 1. 2 基于高分辨率谱估计的定位方法 92

6. 1. 3 基于时延的声源定位方法 (TDOA) 98

6. 1. 4 不同定位方法比较 103

6. 2 基于时间延迟的定位方法 103

6. 2. 1 传感器阵列模型 103

6. 2. 2 时间延迟估计方法 104

6. 2. 3 定位方程解算方法 108

6. 3 互相关函数求取时延的研究 112

6. 4 定位误差的度量 117

6. 4. 1 概述 117

6. 4. 2 定位误差 117

6. 4. 3 概率定位误差 119

6. 4. 4 几何精度稀释 122

6. 4. 5 克拉美 - 罗界 123

第 7 章 便携式锅炉炉管泄漏噪声检测系统 124

7. 1 系统概述 124

7. 2 系统组成 124

7. 2. 1 声音传感器 126

7. 2. 2 电缆 129

7. 2. 3 前置放大器 130

7. 2. 4 数据采集卡 130

7. 2. 5 便携式工控机 132

7. 3 功能 133

7. 3. 1 信号采集 133

7. 3. 2 频谱分析 133

7. 3. 3 滤波 133

7. 3. 4 互相关分析 135

7. 3. 5 定位 136

第 8 章 系统检测实例 137

8. 1 传感器支架设计 137

8. 2 区域定位试验 138

8. 2. 1 系统校准 138

8. 2. 2 系统定位精度实验 139

8. 2. 3 定位精度影响因素分析 141

8. 2. 4 试验结论 151

第 9 章 锅炉炉管泄漏声学检测规程 153

9. 1 声学检测程序 153

9. 2 设置与校准 154

9. 2. 1 检测门槛设置 154

9. 2. 2 传感器一致性校准 154

9. 2. 3 传感器间距 155

9. 3 传感器的安装布置 155

9. 4 预检测 155

9. 5 检测方法 155

9. 5. 1 噪声的控制与抑制 155

9. 5. 2 现场校准 156

9. 5. 3 正式检测 156

9. 6 数据解释与评价 157

9. 7 检测标准与规范 158

9. 7. 1 GB /T 12604. 4 —2005 《无损检测 术语 声发射检测》 158

9. 7. 2 GJB 2044—1994 《钛合金压力容器声发射检测方法》 158

9. 7. 3 QJ 2914—1997 《复合材料结构件声发射检测方法》 161

9. 7. 4 JB /T 7667—1995 《在役压力容器声发射检测评定方法》 162

9. 7. 5 其他国内外标准方法目录 163

参考文献 165


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