【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及设备测试，特别涉及一种声发射传感器灵敏度的测量装置及其测量方法。
技术介绍
1、声发射传感器属于压电传感器的一种，它是将材料或构件受力变形时释放出的声波形式的应变能转换为电能的一种传感器，声发射传感器是声发射检测技术中的主要设备。声发射检测技术是在不损害被测对象的前提下，检测被测对象在工作环境下受损伤时出现的裂纹、缺陷等状况，能及时给出损伤出现的位置、时间等信息。声发射检测技术广泛应用在工业、交通、军事等各个领域。可对工业中普遍应用的高压锅炉、球罐、管道和大型设备等进行检漏、强度预测和安全监测。也可对炸药材料的损伤和断裂进行实时监测；还可用于飞机疲劳试验、复杂部件如螺旋桨工作状态监测、预报地震、测量地应力等。
2、在核电
，在有大量辐射场的地方，声发射传感器应用于对结构的健康监测，例如针对乏燃料干式贮存容器的金属罐腐蚀裂缝的监测，核电站主回路管道的泄露监测等。由于核电站存在的强辐射与高温环境，对声发射传感器在高温、强辐射环境中应用的可靠性提出了较高的要求。
3、声发射传感器在制造完毕后需要对传感器在一定频率范围内的响应灵敏度进行测试，以确定传感器在具体应用中的可靠性。现有技术主要采用铅笔芯断裂测试方法，在结构表面折断铅笔芯从而实现声发射测试脉冲的产生，通过声发射传感器对测试脉冲的响应进行测试从而确定声反射传感器的响应灵敏度。但是，铅笔芯断裂测试方法一般在室温进行，且需要人员进行折断铅笔的操作。由于测试人员不能在高温，强辐射的环境中进行测试实验，因此现有技术的铅笔芯断裂测试方法不能应用于
4、因此，当前亟需一种能够在高温和强辐射环境下对声反射传感器的响应灵敏度进行测试的装置和测试方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够在高温和强辐射环境下对声反射传感器的响应灵敏度进行测试的声发射传感器灵敏度的测量装置及其测量方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种声发射传感器灵敏度的测量装置，包括：
3、屏蔽罩，屏蔽罩上设置伽马射线管道，所述伽马射线管道外部连接辐射源；
4、加热箱，设置在所述屏蔽罩内，所述伽马射线管道的射线出口设置在加热箱内，加热箱箱体由外至内依次包括外壳、耐辐射层和电加热丝加热层；
5、发射换能器，发射换能器设置在所述屏蔽罩内，发射换能器外壁设置耐辐射外壳；
6、波导杆，波导杆一端与所述发射换能器连接，另一端设置在所述加热箱内并正对所述伽马射线管道的射线出口；
7、热电偶，设置在所述加热箱上，热电偶与设置在所述屏蔽罩外部的温控仪器连接；
8、脉冲信号源，设置在所述屏蔽罩外部，与所述发射换能器线连接；
9、采集与计算系统，设置在所述屏蔽罩外部，与设置在所述波导杆端部的声发射传感器样品线连接。
10、进一步地，所述采集与计算系统包括依次连接的前置放大器、数据采集系统和计算机，所述前置放大器与所述声发射传感器样品线连接。
11、进一步地，所述脉冲信号源通过第一信号线与所述发射换能器连接，所述第一信号线通过设置在所述屏蔽罩上的第一引线管伸入屏蔽罩内部；所述前置放大器通过第二信号线与所述声发射传感器样品线连接，所述第二信号线依次通过所述第一引线管和设置在所述加热箱上的第二引线管伸入加热箱内部。
12、进一步地，所述第一信号线和第二信号线均包括导线和包裹导线的屏蔽层，所述屏蔽层的材质包括硼铝合金和硼钢合金。
13、进一步地，所述屏蔽罩材质包括混凝土和铅，所述加热箱箱体的外壳材质为不锈钢，所述加热箱箱体的耐辐射层材质包括石棉、环氧树脂和含硼聚合物，所述耐辐射外壳材质包括硼铝合金和硼钢合金。
14、进一步地，所述电加热丝加热层包括电加热丝和包裹电加热丝的绝缘层，所述包裹电加热丝的绝缘层材质包括陶瓷和云母。
15、进一步地，所述波导杆材质包括钢合金和镍合金，所述波导杆长度为0.5m-1m，波导杆的直径为1～10mm。
16、本专利技术还提供了一种声发射传感器灵敏度的测量方法，包含括如下步骤：
17、将参考声发射传感器设置在波导杆端部；
18、通过加热箱加热，通过脉冲信号源和波导杆向参考声发射传感器施加设定频率的声信号，并通过辐射源对参考声发射传感器辐照；
19、采集参考声发射传感器输出电压信号的时域波形，得到参考声发射传感器的幅值响应值和灵敏度值；
20、关闭辐射源和停止加热，换上待测声发射传感器样品；
21、通过加热箱加热，通过脉冲信号源和波导杆向待测声发射传感器样品施加设定频率的声信号，并通过辐射源对待测声发射传感器样品辐照；
22、采集待测声发射传感器样品输出电压信号的时域波形，得到待测声发射传感器样品的幅值响应值；
23、根据参考声发射传感器的幅值响应值和灵敏度值、待测声发射传感器样品的幅值响应值，计算待测声发射传感器样品的灵敏度值。
24、进一步地，所述加热箱加热的温度为室温到400℃，所述设定频率为50khz-260khz。
25、进一步地，所述待测声发射传感器灵敏度由如下公式给出：
26、
27、式中：
28、s2(fm)-设定频率为fm时待测声发射传感器的灵敏度，v/μbar；
29、s1(fm)-设定频率为fm时参考声发射传感器的灵敏度，v/μbar；
30、u1(fm)-设定频率为fm时参考声发射传感器的幅值响应，v；
31、u2(fm)-设定频率为fm时待测声发射传感器的幅值响应，v。
32、本专利技术提供的一种声发射传感器灵敏度的测量装置，设置加热箱，可给声发射传感器样品提供高温环境，同时还设置有可通过伽马射线管道向声发射传感器样品进行辐照的辐射源，从而可以实现高温-辐照耦合环境下对声发射传感器样品进行在线灵敏度测量。
33、并且，本专利技术提供的一种声发射传感器灵敏度的测量装置及其测试方法，可以在高温辐照条件下通过对声发射传感器样品输出电压信号测量，可直观获得声发射传感器样品的压电性能变化。
34、同时，本专利技术提供的一种声发射传感器灵敏度的测量装置，通过对测量装置的加热箱、发射换能器等关键部件设置抗辐射防护层，不仅保证了测试的安全性，又避免了辐照射线对测试结果的干扰，降低了试验误差，提高了测试的准确度。
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1.一种声发射传感器灵敏度的测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的声发射传感器灵敏度的测量装置，其特征在于，所述采集与计算系统包括依次连接的前置放大器、数据采集系统和计算机，所述前置放大器与所述声发射传感器样品线连接。
3.根据权利要求2所述的声发射传感器灵敏度的测量装置，其特征在于，所述脉冲信号源通过第一信号线与所述发射换能器连接，所述第一信号线通过设置在所述屏蔽罩上的第一引线管伸入屏蔽罩内部；所述前置放大器通过第二信号线与所述声发射传感器样品线连接，所述第二信号线依次通过所述第一引线管和设置在所述加热箱上的第二引线管伸入加热箱内部。
4.根据权利要求3所述的声发射传感器灵敏度的测量装置，其特征在于，所述第一信号线和第二信号线均包括导线和包裹导线的屏蔽层，所述屏蔽层的材质包括硼铝合金和硼钢合金。
5.根据权利要求1所述的声发射传感器灵敏度的测量装置，其特征在于，所述屏蔽罩材质包括混凝土和铅，所述加热箱箱体的外壳材质为不锈钢，所述加热箱箱体的耐辐射层材质包括石棉、环氧树脂和含硼聚合物，所述耐辐射外壳材质包括硼铝合金和
6.根据权利要求1所述的声发射传感器灵敏度的测量装置，其特征在于，所述电加热丝加热层包括电加热丝和包裹电加热丝的绝缘层，所述包裹电加热丝的绝缘层材质包括陶瓷和云母。
7.根据权利要求1所述的声发射传感器灵敏度的测量装置，其特征在于，所述波导杆材质包括钢合金和镍合金，所述波导杆长度为0.5m-1m，波导杆的直径为1～10mm。
8.一种声发射传感器灵敏度的测量方法，其特征在于，包含如下步骤：
9.根据权利要求8所述的声发射传感器灵敏度的测量方法，其特征在于：所述加热箱加热的温度为室温到400℃，所述设定频率为50kHz-260kHz。
10.根据权利要求8所述的声发射传感器灵敏度的测量方法，其特征在于：所述待测声发射传感器灵敏度通过如下公式计算：
...【技术特征摘要】
1.一种声发射传感器灵敏度的测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的声发射传感器灵敏度的测量装置，其特征在于，所述采集与计算系统包括依次连接的前置放大器、数据采集系统和计算机，所述前置放大器与所述声发射传感器样品线连接。
3.根据权利要求2所述的声发射传感器灵敏度的测量装置，其特征在于，所述脉冲信号源通过第一信号线与所述发射换能器连接，所述第一信号线通过设置在所述屏蔽罩上的第一引线管伸入屏蔽罩内部；所述前置放大器通过第二信号线与所述声发射传感器样品线连接，所述第二信号线依次通过所述第一引线管和设置在所述加热箱上的第二引线管伸入加热箱内部。
4.根据权利要求3所述的声发射传感器灵敏度的测量装置，其特征在于，所述第一信号线和第二信号线均包括导线和包裹导线的屏蔽层，所述屏蔽层的材质包括硼铝合金和硼钢合金。
5.根据权利要求1所述的声发射传感器灵敏度的测量装置，其特征在于，所述屏蔽罩材质包括混凝...
【专利技术属性】
技术研发人员：周成宁，蒋兆翔，陈雪莹，刘才学，胡建荣，黄彦平，陈祖洋，杨泰波，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：
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