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什么是声诊断技术？
1;第二讲声振诊断技术由于机械振动引起的波能够声反映出机械的特性和它们所处的工作状态,多少年来一直被人们用来监测机械状态和故障,只是过去是靠人的听、触觉来感受这种振动和声音,而后凭人的经验进行判断。这就是最简单的简易诊断法。近年来随着非电量测技术、信号处理和分析技术以及计算技术的发展,使声振监测和故障诊断技术推向了一个新的水平。 2 ;激光技术由于具有非接触、凝血、消毒等优点而被广泛地应用到医学临床各科中，光子所特有高能量、高的空间、时间和光谱分辨的特性使得光学成像、光声成像、荧光光谱分析等光学诊断技术。针对石油及天然气管线出现破裂并造成严重事故的问题,提出了利用声发射诊断技术在线监测石油管线裂纹的方法,即采用声发射法采集输油气管产生裂纹时的声波信号,利用相关函数原理进行信号处理,再从相关器处理的相关函数曲线得出裂纹声波信号沿管线传输到2个传感器的时间差,从而能够准确、快速地诊断输油气管裂纹位置.并从实用角度讨论了检测时传感器的布置以及数据处理的具体方法.
无损检测的新技术都有哪些？
随着科学技术的发展，无损检测的新技术也越来越多，例如激光全息无损检测、声振检测、微波无损检测、声发射检测技术等。
1、激光全息无损检测
激光全息无损检测是在全息照相技术的基础上发展起来的一种检测技术。
激光全息检测是利用激光全息照相来检测物体表面和内部缺陷的，因为物体在受到外界载荷作用下会产生变形，这种变形与物体是否含有缺陷直接相关，在不同的外界载荷作用下，物体表面的变形程度是不相同的。激光全息照相是将物体表面和内部的缺陷，通过外界加载的方法，使其在相应的物体表面造成局部的变形，用全息照相来观察和比较这种变形，并记录在不同外界载荷作用下的物体表面的变形情况，进行观察和分析，然后判断物体内部是否存在缺陷。
激光全息检测对被检对象没有特殊要求，可以对任何材料、任意粗糙的表面进行检测。这种检测方法还具有非接触检测、直观、检测结构便于保存等特点。但如果物体内部的缺陷过深或过于微小，激光全息检测这种方法就无能为力了。
2、声振检测
声振检测是激励被测件产生机械振动，通过测量被测件振动的特征来判定其质量的一种无损检测技术。
3、微波无损检测
微波能够贯穿介电材料，能够穿透声衰很大的非金属材料，所以微波检测技术在大多数非金属和复合材料内部的缺陷检测及各种非金属测量等方面获得了广泛的应用。
4、声发射检测
技术声发射是一种物理现象，大多数金属材料塑性变形和断裂是有声发射产生，但其信号的强度很弱，需要采用特殊的具有高灵敏度的仪器才能检测到。各种材料的声发射频率范围很宽，从次声频、声频到超声频。利用仪器检测、分析声发射信号并利用声发射信息推断声发射源的技术称为声发射技术。
声发射检测必须有外部条件的作用，使材料或构件发声，使材料内部结构发生变化。因此声发射检测是一种动态无损检测方法，即结构、焊接接头或材料的内部结构、缺陷处于运动变化的过程中，才能实施检测。
5、红外无损检测
红外无损检测是利用红外物理理论，把红外辐射特性的分析技术和方法，应用于被检对象的无损检测的一个综合性应用工程技术。
红外无损检测具有操作安全、灵敏度高、检测效率高等优点。但是红外无损检测也存在确定温度值困难，难以确定被检物体的内部热状态，价格昂贵等问题。
声音检测在工业上都有哪些应用场景声音检测在工业上都有哪些应用场景？
工业声音检测技术，是近几年随着计算机听觉（CA)、人工智能(AI)应用的发展，而逐渐兴起的一门新兴技术。整体技术还处于早期发展阶段，虽不够成熟，但是具有广阔的应用空间。
声音信号具有丰富的信息量，在很多视觉、触觉、嗅觉不合适的场合下，具有独特的优势。声音信号通常被认为与振动信号具有较大的相关性，但声音信号具有非接触性，避免了振动信号数据采集的困难。基于一般音频／环境声的CA技术属于AI在音频领域的分支。
说到具体应用，那就举几个常见工业场景的例子说明一下：
水泥厂、煤矿、热电厂、采矿业等普遍使用输送带托辊（皮带机），由于运行工况恶劣，数量众多，又要求连续运转，并且在线检修不便。要保证输送机长期连续稳定的运行，对有故障托辊的快速发现和及时处理非常重要。为快速安全可靠地发现有故障隐患的托辊，需适时安排检修，避免托辊带病运转可能造成的更高的停机维修成本及产量损失，减少工人的工作强度，托辊异常声音检测系统，原理是对运行中的托辊发出的声音进行辨别，从而判断托辊是否正常，并对异常声音发出报警信号。该装置可以区分托辊良好运行和带故障运行所发声音的区别。即使在高噪声环境下，亦能过滤出周边部件的信号，准确捕捉故障托辊信号。
发动机——发动机是飞机、船舶、各种行走机械的核心部件，有柴油机、汽油机、内燃机、燃气涡轮发动机等几种。发动机故障是发动机内部发生的严重事故，传统的发动机故障诊断高度依赖于工程师的技术能力，发动机的高、中、低3个频带的频谱特性对其进行分析，通过分析发动机噪声的强度可大致判断出发动机部件的故障。人工判断具有很大的局限性，一些经验丰富的技术人员也会有一些失败率，造成时间和金钱的严重浪费。因此，声音检测故障诊断系统既可直接用于自动诊断，提高系统可靠性，节约维护成本，也可作为经验不足的技术人员的训练模块。而且避免了拆分机器安装振动传感器的传统诊断方式的麻烦。
轴承、齿轮和传动部件——旋转机械（轴承、齿轮等）在整个机械领域中有着举足轻重的地位，发生故障的概率又远远高于其他机械结构，因此对该类部件进行状态检测与故障诊断就尤为重要。对于传统的振动传感器需要拆分机器、不易安装的缺点来讲，其可通过在整机状态下检测特定部位的噪声来判定轴承与齿轮等是否异常，可以说是非常省时省力又快捷了。
电气机械和器材——电机是用于驱动各种机械和工业设备、家用电器的最通用装置。电机有很多种，如同步电机 、直流电机 、感应电机。为保证其安全稳定运行，常常需要工作人员定期检修、维护。电机在发生故障时，维护人员听电机发出的声音，以人工方式判断故障的类型，耗费大量人力，而且无法保证及时检测到故障，基于声信号的声纹识别系统将提取的音频特征与某一类型的故障联系起来，可以识别出电机异响及各种类型的故障，如线圈破碎和定子线圈短路等。
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声波检测的技术
5.5.4.1 岩体力学参数的测定
岩体的弹性模量、泊松比、抗压强度等力学参数，对于工程围岩稳定性的评价以及进行工程设计和施工等都是极其重要的基本数据，都可通过声波检测来测定。
利用声波仪测出发射与接收换能器之间距离为L时的直达波旅行时间t，可求出弹性波的速度v。在已知岩石密度ρ的条件下，根据其函数关系，可换算出岩体的各种力学参数。
试验证明，在室内进行岩石标本测试时，要求发射到岩石内的声波，其波长λ远小于岩石试件的尺寸，而大于岩样的组成粒径。试件横向(垂直于波传播方向)的尺寸，不小于波长的10倍，试件中脉冲穿过岩石的旅行距离至少为平均粒径的10倍。若以边长d=5cm的正方体为例，当岩样中的波速v=3000m/s时，所要求的最低工作频率f=v/λ=V/0.1d=600Hz。进行岩样声波测试时，只有使用高频的超声波仪器，才能忽略岩样边界对声波的影响。
对于同一岩体(岩石)，弹模数值与岩性有关，还与加载的方式有关。用静力测试的方法称为静力法，测得的弹模称为静弹模量，以Es表示。在快速瞬间加载情况下的测试方法，称为动力法，测得的弹模称为动弹模量，以Ed表示。Es和Ed是在不同物理条件下测出的，一般EdEs。有些单位给出了它们的经验的关系曲线，即Es=0.1E1.45d(长办)或Es=0.025E1.7d(中国科学院地质所)。
动力法和静力法测试各有优缺点。静力法测得的Es值与基础荷载条件相近，只能选择有代表性的少数典型地段进行测试。由于静力法在一个测点上应力影响的范围有限，少数地段的测试，只能反映岩体局部的变形特点，因而不能满足工程设计的数量要求。动力法测试采用最新的电子技术，具有设备轻巧，测试简便，经济迅速，可大量施测等优点，而且近代许多工程建筑还要考虑动力的特点，因此声波(或地震勘探)测出的动弹模量具有实用价值。但是目前工程设计人员一般还是要求给出与基础荷载条件相近的静弹模量值，因此往往要把声波或地震勘探测得的动弹模量换算成静弹模量。
5.5.4.2岩体的特征参数
声波检测能作为岩体分类主要手段是由于岩体的成因、类型、结构面特征、风化程度等地质因素，与岩体的力学性质有关，岩体的力学性质与声波在岩体中的传播规律有着密切的联系。
环境与工程地质中，我们用纵波速度vP、弹性模量E、裂隙系数Ls、完整性系数Kw、风化系数β及衰减系数α等来描述岩体的特征参数。
(1)纵波速度vP
一般说来，岩体新鲜、完整、坚硬、致密，波速就高;反之，岩体破碎、结构面多、风化严重，波速就低。由于波速是反映岩体强度的各种地质因素综合影响的参数，因此它是岩体特征最基本的参数。
(2)完整性系数Kw和裂隙系数Ls
完整性系数Kw是描述岩体完整情况的系数。裂隙系数Ls是表征岩体裂隙发育程度的系数。通常用式(5.11)表示:
环境与工程地球物理
式中:vP体为岩体的纵波速度;vP石为同一岩体的岩石试件的纵波速度。
测出完整岩石的vP石和待测岩体的vP体值，可以计算出出完整性系数和裂隙系数，定量说明岩体结构面的发育情况。一般把岩体完整性情况分为三个等级:①Kw=0.75～0.9;②Kw=0.45～0.75;③Kw0.45。把裂隙发育情况分为五个等级(表5.2):①Ls0.25;②Ls=0.25～0.50;③Ls=0.50～0.65;④Ls=0.65～0.80;⑤Ls0.80。根据上述纵波速度与岩体结构面和完整性的关系可知，Kw大或Ls小表明被测岩体结构面少、完整性好;反之，则结构面多、完整性差。
表5.2基于特性参数的岩体状态分级
(3)风化系数β
风化系数β是一个表示岩体风化程度的系数。β值愈大，风化程度愈高;β值愈小风化程度愈低。根据岩体波速随岩体风化而减小的特点，风化系数可用式(5.12)表示:
环境与工程地球物理
式中:vP新为新鲜岩体的纵波速度;vP风为同类风化岩体的纵波速度。
根据风化系数β，岩体可分为四级，见表5.3。
表5.3岩体分化程度分级
(4)衰减系数α
声波在岩体中传播的特征，其波速、振幅随岩体性质不同而发生变化。试验证明，声波在不连续面上的能量衰减比较明显，因此衰减系数α可以反映岩体节理裂隙发育的程度。其表示式为
环境与工程地球物理
式中:Ai为固定某增益时，参与比较的各测试段的振幅实测值，以mm为单位;Am为参与比较的各测试段中振幅的最大值，以mm为单位;Δx为发射换能器到接收换能器的距离，即测试段的长度，以cm为单位;α为参与比较的各测试段介质的振幅相对衰减系数，以cm－1为单位。
由式(5.7)可见，当Ai=Am时，相对衰减系数α为零，表明该段岩体在参与比较的各测试段中质量最好;Ai越小，α就越大，表明该段岩体质量越差。根据这一原理，衰减系数可用于岩体分类的指标，也可用于测定工程爆破引起的周围岩体破裂影响范围等方面。
根据工程地质调查和试验，将上述参数进行综合分析，可对岩体进行总体分类评价(表5.4)。
表5.4弹性波参数与岩体类型特征
5.5.4.3 围岩应力松弛带的测定
在硐壁应力下降区，岩体裂隙破碎，以致波速减小，振幅衰减较快。反之，在应力增高区，应力集中，波速增大，振幅衰减较慢。因此利用声波速度随孔深的变化曲线，可以确定松弛带的范围。
现场工作是在垂直于硐壁布置若干组测孔，每组1或2个测孔，孔深为硐径的1～2倍。在一个断面上测孔应尽可能选择在地质条件相同的方位，以减少资料解释的困难。为保证换能器与岩体耦合良好，边墙测孔可向下倾斜5°～10°。拱顶处因钻孔向上，应采用止水设备。测试时可采用单孔法(一发两收的初至折射波法)或双孔法(直透法，逐点同步测试)。先在测孔中注满水作为耦合剂，然后从孔底到孔口每隔一段距离(一般为20cm)测量一次声速值。将测试结果绘成波速随孔深变化的vP－L曲线，便可进行解释。
图5.33是单孔测试方法和几种常见的vP－L曲线类型。其中vPv0曲线(曲线1，2)，表明无松弛带;硐壁附近vPv0的曲线(曲线3，4)和vPv0的多峰值曲线(曲线5)，则表明存在应力松弛带。解释时，由vP－L曲线图中点的坐标L1值确定松弛带的厚度。
图5.33测试布置及常用的vP－L曲线图
地下管道漏水检测？
地下管道输送的自来水，不过多久就会发生有漏水问题，并且会发现，漏水发生时地表未必有迹象，即使水从地表渗出，渗出点也未必就是漏点，特别是地面有水泥等覆盖层时，更是如此，地下管道漏水点检测目前用的较多的方法为：听音法，声振法，也就是我们通常说的管道漏水检测仪/测漏仪 不同的方法各有优点和缺陷。 地下管道漏水怎么检测 一、察看法：漏水点四周土层因含水量大、内聚力降低，常会现出空中沉陷现象，由此可对渗漏点停止揣测。 二、实验法：品种繁多，试举一二如下： 1、对水质停止物理磁化，持续一段时间后，停水泄空，采用磁化检测设备沿线检测，对异常区停止剖析。 2、激起极化法：此法通常用于贫水地域找水用，此法的关键是对丈量数据的科学处置和剖析判别。 3、公开金属物丈量仪：是如今检褴褛的常备武器，主要是用来寻觅公开铁质金属物品，但也可依据其强度的变化，揣测渗漏位置。 4、供电公司常用的公开管线探测仪：该设备可对公开管线停止造影显现，渗漏部位与别的部位明显不同。 三、此外，还应查阅施工材料，依据施工图相关的施工记载，肯定呈现渗漏时机较大的单薄地段，在执行上述办法时，可肯定工作时间和空间先后次第，最大限度节约资金。 地下管道漏水检测常用方法 1、区域装表法：指在供水管网的某一区域，将进入此区域的流量表与流出这一区域的流量表统计对照，其差额必是此区间的无计量损失，若无其它无计量消耗，则可知此区间的漏水损耗，这对管理者会“心中有数”。装表分割区域愈密，分段愈清楚，则对各段漏水的 况了解也愈清楚。但是装表不可能过于密集。这种方法不能确定漏水点准确位置，故不能作为具体修复、破开路面的依据。 要点：漏水引起计量差。 2、听音法、声振法：听音法指用某种传声工具倾听漏水的声音，根据漏水声的大小与音质特点来判断漏水位置，从简单的机械式听漏棒到各类听音测漏仪，这一方法从本质上说应叫声振法。目前发展相当迅速，是国内外应用的最为普遍而有效的方法，也是本手册将重 介绍的方法。相关检漏仪也应属于声振法体系。 要点：漏水引发振动和发声效应。 3、红外法：红外热成像检测运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，在管网区域作红外扫描测量，地下发生漏水时，局部地域与周围产生温度差，红外辐射情况将不同，红外图像将反映这一区别利用这一 别可以发现漏点，注意到由于地下排水，积水状况可能因其它因素而不同。红外辐射也可能由于非漏水因素产生，所以这种方法的应用也受到限制。 要点：漏水引发红外辐射局部变化（温度效应）。 4、相关检漏法：从原理上说是一种基于声振法的移植技术，属于声振法。漏水点引起的振动沿管道向两侧传播，放在两侧不同距离的传感器收到某时刻漏水点发出的声波将有一个时间差，这个时间差是由管道声速和漏点位置决定的。它的突出优点在于利用管道传声好 直接在官道上测量并由仪器计算定点，排除人的经验因素，也可避免检测者必须持工具到测点上方的问题，它的实际困难在于条件制约，必须有两个放置传感器的直接接触管道点，也要对管道状态十分清楚：包括走线、弯曲、管道口径、声音在不同管道中的传播速度 传声条件要好。另一因素是价格昂贵，并对操作人员有一定的计算机应用技术要求。目前已有多种国外型号相关检测仪，在国内市场销售，国内大自来水公司亦有不少应用，但由于我国管网并无专用检测点，条件较差，应用起来相当不便，效果尚未理想，无法取代其 检测手段全面完成检测任务。 要点：相关检漏法的技术先进，但实际制约条件较多，价格昂贵。
振动及噪声的测量方法
一般情况下，采用振动分析法进行故障诊断总是先以振动总值法来判别异常振动。这是一种最直接的方法，把传感器放在设备应测量的部位，测量其振动速度。将测得振动速度的均方根值以表格或图样表示其趋向，对照"异常振动判断基准"，判别实际测量值是否超过界限或极限规定值，以评价没备工作状态的正常与否。
采用测振仪进行振动总值的检测，当发现振动总值有较快增大，并有接近或超出允许界限值的趋向时，需要进一步采用频谱分析法进行诊断。采用频谱分析仪对实测振动信号进行频谱分析，做出频谱图，与其正常谱图（或称原始谱）进行比较，寻找振源，诊断出故障部位和严重程度。还可由频谱图上出现新的谱线，查出设备是否发生了新的故障。
对滚动轴承的磨损和损伤进行诊断可采用专门的振动脉冲测量法。
设备中运动着的零部件都可能产生振动，发出声波。这些不同声强、不同频率的声波无规律的混合便形成噪声。噪声是没备的固有信息，当描述其特性的特征参数发生变化，并越过一定的范围，便可判断可能发生了故障。因此，可以根据噪声信号的特征量制定一定限值作为有无故障的标准，来判断是否发生了故障。但要识别故障的性质，确定故障的部位及故障程度，就需对提取的噪声信号做频谱分析。
利用噪声（或振动）信号特征参数的变异及其程度进行故障判断有三种标准，即绝对标准、相对标准和类比标准。在绝对标准中，利用测取的噪声信号的特征量值与标准特征量值进行比较；在相对标准中，利用测取的噪声信号的特征量值与正常运行时的特征量值进行比较；在类比标准中，利用同类设备在相同工况条件下的噪声信号的特征量值进行比较。