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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 18

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 40

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 134

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