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为什么声发射信号要做频谱分析时最好用真宽带型传感器?

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声发射传感器按照频率响应的区别可以分为谐振式传感器、伪宽带传感器和平滑响应宽带传感器。
谐振式传感器:对特点频率的信号非常灵敏,灵敏度高。如下图,谐振频率140kHz,对于这个频率的信号非常灵敏。当信号频率小于100kHz或者大于200kHz的时候,灵敏度就迅速降到60dB以下。

伪宽带传感器:相比于谐振式传感器,其灵敏度会下降一些,但是可以采集的信号范围要宽。如下图的10dB带宽可以达到150kHz到750kHz,一般会认为这就是宽带型传感器,其实这类传感器是属于谐振式传感器和真宽带传感器之间的一种过渡产品。

平滑响应宽带传感器:相比于伪宽带传感器,其在响应区间内的响应是相对平滑的,很少有低谷和高峰出现。如下图在150kHz以下响应存在些许波动,在150k到1.2MHz的频率内响应是平滑的。我们下面就用LABVIEW程序模拟一下。

==========我=是=分=割=线==========
将频率为50、51、52、53、54、55、56、57Hz,幅值为1的正弦信号叠加,叠加之后的信号如下图所示:

对这个信号进行频谱分析,可以看得出来各频率的信号幅值是一样的。

接下去对以上信号进行滤波,滤波器的功能是对各个频率的信号有不同的响应,我们在这里用于模拟声发射传感器(谐振式声发射传感器和伪宽带传感器对各个频率的信号有不同的响应)。以下分别是滤波之后的波形和频谱分析。
  


可以看到出来波形图看着没有多大变化,但是频谱出现了峰值,显示50kHz的信号是最强的。如果这个时候根据功率谱得出关于信号频率的结论,显然是存在偏差的。
==========我=是=贰=号=分=割=线==========
再来一次模拟:将频率为50、51、52、53、54、56、57Hz,幅值为1的正弦信号和频率55幅值为1.1的正弦信号叠加,叠加之后的信号如下图所示,从频率谱看得出来,频率为55Hz的信号要比其他信号强。
  


我们再次 对以上信号进行滤波,还是之前的滤波器,模拟谐振式声发射传感器和伪宽带传感器。以下分别是滤波之后的波形和频谱分析。从频谱分析看出来信号最大的频率应该是50Hz的信号,这个和原始信号就有不同了,如果用这个作为结果就会产生错误的结论。
  


==========我=是=188=7482=1153=号=分=割=线==========
如果要对声发射信号做频谱分析或者小波分析的时候最好用响应平滑的真宽带传感器。
等确定信号的主要频率段之后再用谐振式的高灵敏度声发射传感器。
以上
可否用响应频率曲线来修正信号呢?
AA可以有,不过得先有套测传感器频响曲线的设备,目前市面上厂家基本不提供每个传感器对应的频响曲线。传感器的一致性又不好,所以偏差会比较大。


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