声发射应用现状与前景
1 .压力容器的声发射检测
压力容器检测是目前声发射技术在中国开展应用*成功和普遍的领域之一，人们已经对现场压力容器的声发射源进行了详细的研究工作，通过大量的试验和现场应用，使这一方法已达到成熟，制定了国家标准，并编写了II级检测人员声发射培训教材，对80多人进行了培训和II级资格认证。目前国内有近30家拥有声发射仪器的单位从事压力容器的声发射检测，国内的大部分多通道声发射仪由这些单位拥有。具粗略统计，这些单位每年采用声发射检测大型压力容器200～300台。
压力容器的声发射检测包括新制造压力容器水压试验时的声发射监测、在用压力容器的声发射检测和缺陷评价、压力容器工作状态下的声发射在线监测和**评价。由于我国在二十世纪七十年代投入使用的压力容器绝大部分存在各种各样的焊接缺陷，在定期检验过程中对采用超声波和射线方法发现的大量超标缺陷的处理十分困难，如全部返修工程造价甚至和更新的费用差不多，而采用声发射检测可以快速发现这些超标缺陷中存在的活性缺陷，仅许需对这些活性缺陷进行返修处理，压力容器即可重新投入使用。另外，在压力容器的运行过程中，许多到了检验周期但由于生产工艺的需要不能停产，而声发射技术是目前较成熟的在线无损检测方法，采用声发射进行在线监测，可以对压力容器的**性进行评价，从而决定是否延长压力容器的检验周期。
声发射技术和大量的科研成果在我国压力容器检测中成功的推广和应用，一方面及时排除了大量带缺陷运行的压力容器的爆炸隐患，降低了恶性事故的发生，确保了这些压力容器的**运行，取得了重大的社会效益；另一方面，声发射检测大大缩短了压力容器的检验周期，并减少了盲目返修和报废压力容器所带来的损失，为广大压力容器用户带来了巨大的经济效益，这种检验方法深受广大压力容器用户的欢迎。
2. 航空航天工业中的应用
我国学者在这一领域也进行了广泛和深入的研究，并取得了一些重要成果。早在二十世纪八十年代初，国内有关单位就进行了飞机机翼疲劳试验过程中的声发射监测研究，并在信号处理和识别技术方面积累了宝贵经验。空军**研究所在某型飞机的全尺寸疲劳试验过程中(飞行长达16000小时)，用声发射技术对其主梁螺孔和隔框连接螺栓等部位疲劳裂纹的形成和扩展进行了跟踪监测，历时之长和积累数据之丰富都是****的。他们利用了声发射参数组成多维空间的一个特征矢量，成功进行了疲劳裂纹产生的声发射信号识别。除利用这种多参数识别方法外，还利用趋势分析和相关技术等方法对信号进行处理，建立了一套较完整的信号识别和处理体系。
3. 复合材料的声发射特性研究
声发射技术目前已成为研究复合材料断裂机理和检测复合材料压力容器的重要方法。中科院沈阳金属所、航空621所、航天703所和44所在这些领域做了大量工作，尤其是44所作了大量复合材料压力容器的声发射检测，并起草了内部的检测与评价标准。目前采用声发射技术已能检测每根碳纤维或玻璃纤维丝束的断裂及丝束断裂载荷的分布，从而评价它们的质量。声发射技术还可以区分复合材料层板不同阶段的断裂特性，如基体开裂、纤维与基体界面开裂、分层和纤维断裂。另外，我国也有人采用声发射技术研究碳纤维增强聚酰亚胺复合材料升温固化的特性。
4. 声发射信号的处理技术
声发射检测的*主要目的之一是识别产生声发射源的部位和性质，而声发射信号的处理是解决这一问题的**途径。在声发射信号的处理和分析方面，除大家普遍常用经典声发射信号参数和定位分析之外，我国目前开展了处于世界前沿的基于波形分析基础之上的模态分析、经典谱分析、现代谱分析、小波分析和人工神经网络模式识别，另外也对声发射信号参数采用了模式识别、灰色关联分析和模糊分析等先进的技术，我国还自主开发了进行各种信号分析和模式识别的软件包。通过采用这些信号处理与分析技术，可以在不对声发射源部位进行其它常规无损检测方法复验的情况下，直接给出声发射源的性质及危险程度。
5.岩石的监测和应力测量
声发射现象的观测起源于地震的监测，现今广泛地用于岩石的监测和地质与石油钻探中的应力测量。冶金部武汉**环保研究院近20年来一直开展矿山和大型水坝岩石塌方的监测研究和应用工作，近几年一直在长江三峡大坝对一些关键部位的岩石活动情况进行监测，为三峡大坝的建设提供了重要依据。中国科学院地质研究所利用岩石的KAISER效应测量古岩石的应力，以研究远古时期地质的变化情况。北京石油勘探开发设计院和北京石油大学采用声发射技术测量岩芯的主应力方向，达到确定油田*大水平应力方向的目的。这些成果已用在我国油田生产和开发上，取得了明显的经济效益。
6. 在机械制造过程中的监控应用
声发射应用于机械制造过程或机加工过程的监控始于二十世纪七十年代末，我国在这一领域起步早、发展快。早在1986年国防科技大学等单位就进行了用声发射监测机加工刀具磨损的研究工作。现在，一些单位已研制成功车刀破损监测系统和钻头折断报警系统，前者的检测准确率高达99%。根据刀具与工件接触时挤压和摩擦产生声发射的原理，我国还成功研制出了高精度声发射对刀装置，用以保证配合件的加工精度。九十年代，有些部门已开始用人工神经网络进行刀具状态监控、切削形态识别与控制以及磨削接触与砂轮磨损监测等。
7. 铁路焊接结构疲劳损伤的监测
我国铁路部门对高速列车转向架构架模拟梁的焊接结构进行了声发射监测试验，采用声发射多参数分析技术监测了焊接梁疲劳试验的全过程，得到了构件疲劳损伤各阶段与声发射特征之间的关系，准确的监测到焊接梁中焊缝和应力集中处的裂纹萌生及扩展过程。所用方法可进一步用来确定构件的损伤程度，并有可能应用到铁路桥梁疲劳损伤监测中。
8. 泄漏监测
带压力流体介质的泄漏检测是声发射技术应用的一个重要方面，国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器检测研究中心、冶金部武汉**环保研究院和清华大学无损检测中心在国家“八五”和“九五”期间合作对压力容器和压力管道气、液介质泄漏的声发射检测技术进行了研究，取得的科研成果目前已在一些石化企业的原油加热炉和城市埋地燃气管道的泄漏监测得到成功应用。核工业总公司武汉核动力运行研究所，于九十年代中期从美国进口了36通道声发射泄漏检测仪器，专门用于我国核电站的泄漏检测，目前已进行了大量研究和应用工作。国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器检测研究中心和大庆石油学院也分别开展了大型油罐底部声发射泄漏检测的研究和应用工作，初步取得了成功。
9. 磁声发射研究
我国于1984年由武汉大学首先开展铁磁性材料磁声发射的研究工作，随后北京科技大学和华中科技大学也相继开展了磁声发射的研究工作。武汉大学以多晶和单晶硅钢材料对磁声发射的机制进行了详细研究，并在世界上**提出1800磁畴壁的运动也可以产生很大的磁声发射信号，他们提出了磁畴壁内磁化矢量的逐渐旋转运动会产生弹性波的模型，这可认为是对一般公认的磁声发射产生机制的完善和补充。北京科技大学将磁声发射与磁巴克豪森效应想结合，开发出可以测量焊缝残余应力的仪器。
目前急需解决的问题和发展趋势
自学会成立的25年来，我国的声发射技术从实验室的研究到目前在许多工业领域得到成功应用，从开始研制采用电子管技术的模拟式单通道声发射仪到目前已研制出全数字化全波形的多通道声发射仪，从十几个从事声发射技术的研究人员到目前数百人的科研和检验队伍等多个方面都得到了巨大发展和取得了十分显著的成就，所有这些是我国声发射研究和检测人员努力的成果，但学会在组织学术交流活动、加强我国科研工作人员的信息交流与合作等方面也起到了很大的促进作用。
目前，虽然我国的声发射技术取得了很大进展，但应当承认与欧美等工业发达国家相比，在很多方面还有差距，考虑到我国当前科研和工程检测对声发射技术的需求，特提出以下我国急需解决的问题和声发射技术的发展趋势：
(1) 在波的传播等基础理论领开展研究，为声发射技术在工程应用中提供理论依据；
(2) 在仪器开发方面，进一步完善和提高现有机型的功能和可靠性，开发适用于各种工程检测声发射信号数据分析与处理软件包，尤其需要开发适用于埋地管道和油罐底部泄漏检测的商品化仪器和软件；
(3) 在换能器制造方面，进一步完善和提高现有共振型换能器的制造水平，开发低频和高温换能器的制造技术，并形成商品销售；
(4) 加快声发射检测标准的制定和修订步伐，建立我国声发射检测的标准体系，为进一步推广声发射检测的工程应用打下基础，尽快赶上工业发达国家的水平；
(5) 加强各部门的协调，建立我国一致的检验人员培训和资质认证体系，扩大声发射检测人员的队伍，降低声发射检测人员取得资质证书的成本；
(6) 进一步拓展声发射检测技术的应用领域，重点开展桥梁、建筑物、埋地管道和大型常压油罐的声发射检测技术研究和应用；
(7) 进一步开展声发射信号各种处理分析技术和神经网络模式识别的研究，提高压力容器、压力管道和各种大型机械装备的在线检测应用水平。
