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应用技术
传感器与微系统（Transducer and Microsystem Technologies）
2017年第36卷第11期
DOI:10.13873/J.10009787(2017)11015803
声发射技术在高压输电塔锚杆腐蚀检测中的应用
刘东生，万舟
（昆明理工大学信息工程与自动化学院，云南昆明650000）
摘要：在高压输电塔的错杆顶端施加一瞬态激振力，由布设在锚杆顶端的声发射传感器接收反射的信号。对接收的声发射信号进行了时频分析和小波分析。通过对比可以看出，声发射信号的特征频率、能量与腐蚀的状况有很好的相关性。因此，声发射技术是一种可靠有效的检测高压输电塔铺杆腐蚀的方法。关键词：铺杆；声发射；时频分析；小波分析
中图分类号：TG115.28
文献标识码：A
文章编号：1000-9787(2017)11-0158-03
Application of acoustic emission technology in high-voltage
transmission tower anchor corrosion detection
LIU Dong-sheng,WAN Zhou
( School of Information Engineering and Automation,Kunming University of Science and Technology
Kunming650000,China）
Abstract : Apply the moment state force on the top of anchor of high-voltage transmission tower, acoustic emission( AE) sensor setting on anchor will recieve reflecting signal. Then the signal are analyzed by time-frequency analysis and wavelet analysis. It is found that there are clear correlation between the energy, characteristic frequency of AE signals and the corrosion of anchor. therefore AE technology can be used for the detection in transmission tower anchor corrosion.
Key words : anchor; acoustic emission(AE) ; time-frequency analysis; wavelet analysis
0引言
高压输电塔的铺杆属于隐蔽构件，工况直接关系到高压输电塔结构的安全运行。锚杆处于密闭潮湿、永久浸泡的环境中，易发生各种腐蚀，受到破坏，而且具有隐蔽性，造成灾难性的事故。在国内，对错杆的腐蚀检测处于起步阶段，施工早期对错杆的施工只侧重于力学计算，忽视了铺杆的耐久性1]。传统的检测方法往往并不准确而且比较费工、费时，而且仅限于抽查，无法做到实时测试，
声发射技术是最近兴起的一种的无损检测方法，在结构件结构损伤、腐蚀检测等方面得到广泛应用。该方法将铺杆的结构简化为钢杆和其周围的介质两层结构进行研究，在瞬态激振作用下，错杆中腐蚀的位置反射声发射信号，到达铺杆的自由端，引起声发射传感器位移，进而转换
成电信号，被放大、记录、保存。 1实验装置和方法
实验铺杆试件如图1所示，由试件（分别为正常错杆和腐蚀锚杆，试件腐蚀在实验室条件下，浸泡在酸性溶液收稿日期：2016-09-24
72h形成）、前置放大器、信号调理板和传感器组成。其中锚杆为螺纹钢锚杆，锚杆周围介质为水灰比为0.5的水泥浆。制作铺杆试件时，首先将错杆固定在PVC管中间，然后用水泥净浆进行浇注，在浇注的一端留出4~5cm铺杆的自由端。
声波产生需要自激振动或者外界施加某种激励3)。高压输电塔在运营期间，错杆一直处于工作载荷，在持续的载荷作用下，错杆仍会产生大量的声发射信号，特别是在载荷的连续变化情况下，声发射信号的强度比较强。
实验室中，瞬态激振是测量和评估结构动力特性最为普遍的激振方法，而用力锤敲击产生脉冲激振的方法最为广泛。力锤作用于铺杆的自由段，引起自由段的振动并以一定的速度（或加速度)沿杆向固定端传播（设此时速度方向为正，当波阵面到达腐蚀位置时或者固定端，速度（或加速度）反射为反向的速度（或加速度），该反向的速度（或加速度)在自由端反射后仍然是速度（或加速度），此时自由端的速度（或加速度）为负，幅值为原来的2倍。反射的速
*基金项目：国家质检总局科技计划基金资助项目（2013QK104）；云南省质量技术监督局科技计划基金资助项目（2013ynzjkj102）