一种断铅法标定声发射传感器的支架装置的制作方法

本发明涉及声发射技术领域，具体为一种断铅法标定声发射传感器的支架装置。

背景技术：

声发射传感器是接收材料或结构内部的声发射信号的监测装置，新制造的声发射传感器在正式出厂之前或正式投入使用一段时间后，均需对其进行标定或校准，以确保实际性能达标。铅笔断裂法是最常用的声发射传感器标定方法，操作简便，经济合理，可很好地利用断铅模拟声发射信号，方便声发射传感器标定或校准。

在断铅法标定或校准声发射传感器过程中，《金属压力容器声发射检测及结果评测法》(GB/T18182—2000)规定使用Ф0.5mm的HB铅笔芯，笔芯伸长约2.5mm，笔芯与测试件表面需呈30°夹角。然而，在实际声发射传感器标定和校准过程中，断铅操作过程受人为影响存在两个主要问题：一是受人为影响，每次铅笔芯折断过程不能准确与测试件表面呈30°夹角，产生触发误差；二是受惯性影响，铅笔芯折断瞬间，铅笔头容易与测试件表面发生碰撞，产生二次干扰信号。

尽管，专利CN102507744A公开了一种检测碳纤维复合材料破坏失效的声发射装置及方法，阐述了利用“铅笔芯破裂”标定声发射传感器的可行性，绘制了铅笔芯破裂源标定法原理图，但未说明如何确保实验过程中铅笔芯与水平面呈30°夹角和如何避免铅笔头碰撞产生二次干扰信号；专利CN105866252A公开了一种用于中小型长方状箱体声发射源定位的方法，强调了在“断铅实验”过程中石墨铅笔芯要与待测箱体表面呈30°夹角，但未给出具体操作方法。

事实上，在不借助外界辅助工具情况下，人为手动断铅基本上无法保证每次断铅角度呈30°夹角，且常常会出现测试件表面受铅笔头碰撞产出二次干扰信号现象。

综上所述，有必要设计一种断铅法标定声发射传感器的支架装置，以满足声发射传感器的标定或校准的需求。

技术实现要素：

针对断铅法标定声发射传感器时无法精准确保断铅角度和容易产生笔头撞击测试件表面的技术问题，本发明的目的是提供一种能够准角度断铅和避免产生笔头撞击测试件表面的支架装置。

本发明的技术方案为，一种断铅法标定声发射传感器的支架装置，包括台座、底面安装在台座上的空心筒，所述空心筒的中心轴线与台座所成角度为60°，并设有圆柱推杆沿空心筒中心轴线从顶端穿入空心筒内，所述圆柱推杆的底端设有压缩弹簧，且圆柱推杆与压缩弹簧之间设有方形垫片，方形垫片的边长与圆柱推杆的直径相等；所述圆柱推杆的顶端垂直安装开口向上的半圆柱铅笔槽。

优选地，所述方形垫片相对的两侧分别设有向外侧凸出的支耳。

优选地，所述空心筒内设有可容纳两个支耳上下滑动的引槽。

优选地，所述半圆柱铅笔槽的直径与铅芯为0.5mm的HB铅笔直径一致。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明加工难度小，成本低廉，操作简便，可重复使用，主要用于声发射传感器标定或校准的断铅实验。

(2)该支架装置确保了铅笔芯断裂全过程中笔芯与测试件表面始终呈30°夹角，科学地提升了声发射传感器标定的精准性。

(3)该支架设备克服了铅笔芯断裂瞬间受惯性影响与测试件表面发生碰撞产生二次干扰信号的难题，有效提高了实验效率和避免了多次实验带来的经济损失。

附图说明

图1为本发明所述支架装置的原理图；

图2为本发明支架装置的结构示意图；

图3为图2中的A-A示意图；

图4为图2的B-B示意图；

图5为实施例实验设备连接顺序图；

图6为普通断铅实验结果记录典型界面图；

图7为使用本发明所述支架装置断铅实验结果记录典型界面图。

具体实施方式

下面将根据示例性实施例详细地描述本发明，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。

如图2-图4所示，一种断铅法标定声发射传感器的支架装置，包括台座6、底面安装在台座6上的空心筒5，空心筒5的中心轴线与台座6所成角度为60°，并设有圆柱推杆2沿空心筒中心轴线从顶端穿入空心筒5内，圆柱推杆2的底端设有压缩弹簧4，且圆柱推杆2与压缩弹簧4之间设有方形垫片3，方形垫片3的边长与圆柱推杆2的直径相等；圆柱推杆2的顶端垂直安装开口向上的半圆柱铅笔槽1。

方形垫片3相对的两侧分别设有向外侧凸出的支耳，内嵌于空心筒5内置的引槽中，与引槽顶端共同防止弹簧运动受压状态下弹出空心筒5。

空心筒5内设有可容纳两个支耳上下滑动的引槽，方便压缩弹簧4受压后方形垫片3上的支耳沿内置引槽往复运动。

所述半圆柱铅笔槽1的直径与铅芯为0.5mm的HB铅笔直径一致。台座6为锥形，锥形台座6与空心筒5水平呈60°夹角相连，且连接点位于锥形台座上截面圆直径的三分之一处。

如图1所示原理图，断铅笔7、弹簧支架8、支架底座9角度确定，该支架装置确保了铅笔芯断裂全过程中笔芯与测试件表面始终呈30°夹角。

本发明提出对比普通断铅实验和支架断铅实验标定声发射传感器实际效果，实验使用设备如图5所示，具体实施步骤如下：

步骤一：将实验设备A-测试钢板、B-声发射传感器、C-前置放大器、D-PCI-2声发射采集仪和E-电脑依次相连，其中B表面需涂上耦合剂，确保与钢板耦合相连。

步骤二：使用1支铅芯为0.5mm的HB铅笔模拟声发射信号在钢板上进行断铅20次。

步骤三：使用1支铅芯为0.5mm的HB铅笔水平放置在支架的半圆柱铅笔槽内模拟声发射信号在钢板上进行断铅20次。

步骤四：普通断铅实验和支架断铅实验结果显示：普通断铅实验20次实验平均幅值为90.23dB,且高达14次出现铅笔头触碰测试件表面现象；支架断铅实验20次平均幅值为96.76dB，且未出现一次触碰现象，二者实验典型结果记录分别如图6和图7所示。

经分析，支架断铅实验，不仅可确保30°断铅夹角，而且可避免铅笔头触碰测试件表面产生二次干扰信号，可有效地提升断铅法标定声发射传感器的精度。

以上所述仅为本发明较佳实例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内，可根据本发明作出各种相应的改变，但相应的修改都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。