聲發射技術發展概述

?? 聲發射和微震動都是自然界中隨時發生的自然現象，盡管無法考證人們何時首次聽到聲發射，但逐如折斷樹技、巖石破碎和折斷骨頭等的斷裂過程無疑是人們最早聽到的聲發射信號。可以十分肯定地推斷“錫嗚”是人們首次觀察到的金屬中的聲發射現象，因為純錫在塑性形變期間機械欒晶產生可聽得到的聲發射，而銅和錫的冶煉可追朔到公元前3700年。
　　現代的聲發射技術的開始以Kaiser五十年代初在德國所作的研究工作為標志。他觀察到銅、鋅、鋁、鉛、錫、黃銅、鑄鐵和鋼等金屬和合金在形變過程中都有聲發射現象。他最有意義的發現是材料形變聲發射的不可逆效應即：“材料被重新加載期間，在應力值達到上次加載最大應力之前不產生聲發射信號”。現在人們稱材料的這種不可逆現象為“Kaiser效應”。Kaiser同時提出了連續型和突發型聲發射信號的概念。
　　五十年代末，美國人Schofield和Tatro經大量研究發現金屬塑性形變的聲發射主要由大量位錯的運動所引起[5], 而且還得到一個重要的結論, 即聲發射主要是體積效應而不是表面效應。Tatro進行了導致聲發射現象的物理機制方面的研究工作, 首次提出聲發射可以作為研究工程材料行為疑難問題的工具, 并預言聲發射在無損檢測方面具有獨特的潛在優勢。
　　六十年代初，Green等人首先開始了聲發射技術在無損檢測領域方面的應用, Dunegan首次將聲發射技術應用于壓力容器方面的研究。在整個六十年代, 美國和日本開始廣泛地進行聲發射的研究工作, 人們除開展聲發射現象的基礎研究外, 還將這一技術應用于材料工程和無損檢測領域。美國于1967年成立了聲發射工作組，日本于1969年成立了聲發射協會。
??? 七十年代初, Dunegan等人于開展了現代聲發射儀器的研制，他們把實驗頻率提高到100KHz-1MHz的范圍內, 這是聲發射實驗技術的重大進展, 現代聲發射儀器的研制成功為聲發射技術從實驗室的材料研究階段走向在生產現場用于監視大型構件的結構完整性創造了條件。
　　隨著現代聲發射儀器的出現，整個七十年代和八十年代初人們從聲發射源機制、波的傳播到聲發射信號分析方面開展了廣泛和系統的深入研究工作。在生產現場也得到了廣泛的應用，尤其在化工容器、核容器和焊接過程的控制方面取得了成功。Drouillard于1979年統計出版了1979年以前世界上發表的聲發射論文目錄, 據他的統計, 到1986年底世界上發表有關聲發射的論文總數已超過5000篇。
??? 八十年代初，美國PAC公司將現代微處理計算機技術引入聲發射檢測系統, 設計出了體積和重量較小的第二代源定位聲發射檢測儀器, 并開發了一系列多功能高級檢測和數據分析軟件, 通過微處理計算機控制, 可以對被檢測構件進行實時聲發射源定位監測和數據分析顯示。由于第二代聲發射儀器體積和重量小易攜帶，從而推動了八十年代聲發射技術進行現場檢測的廣泛應用，另一方面，由于采用286及更高級的微處理機和多功能檢測分析軟件，儀器采集和處理聲發射信號的速度大幅度提高，儀器的信息存儲量巨大，從而提高了聲發射檢測技術的聲發射源定位功能和缺陷檢測準確率。
　　進入九十年代，美國PAC公司、美國DW公司和德國Vallen Systeme公司先后分別開發生產了計算機化程度更高、體積和重量更小的第三代數字化多通道聲發射檢測分析系統，這些系統除能進行聲發射參數實時測量和聲發射源定位外，還可直接進行聲發射波形的觀察、顯示、記錄和頻譜分析。
我國于七十年代初首先開展了金屬和復合材料的聲發射特性研究，八十年代中期聲發射技術在壓力容器和金屬結構的檢測方面得到應用，目前我國已在聲發射儀器制造、信號處理、金屬材料、復合材料、磁聲發射、巖石、過程監測、壓力容器、飛機等領域開展了廣泛的研究和應用工作。
我國于1978年在中國無損檢測學會成立了聲發射專業委員會，并于1979年在黃山召開了第一屆全國聲發射學術會議，近年來已固定每兩年召開一次學術會議，到目前為止已召開了九屆。