一則聲發射技術應用的新聞報道

中國長征五號火箭貯箱首次聲發射技術試驗成功2013年03月19日 17:03
來源：中國航天報

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長征五號火箭氫箱水壓試驗現場

“聽聲”不用耳
所謂“聽聲”，其實并不是真的用耳來傾聽，而是用一套聲發射測量系統。
中國航天科技集團公司一院702所試驗主管孫金云介紹說，這套系統可以采集到試驗件破裂時所發出聲音的應力波，如果有危險發生或者即將發生，系統都會及時報警。系統采集到的數據，對設計人員發現問題可起到非常重要的作用。
其實，在火箭貯箱開展靜力試驗前，試驗人員會在貯箱上貼上成百上千的“應變片”。這些“應變片”主要采集的就是火箭貯箱在試驗時的各項載荷數據，驗證設計方案是否可行。那“聲發射”系統又為何啟用呢？
在長期的試驗中，科研人員發現貯箱上有一些部位比較特殊。比如“焊縫”，由于外表面形狀比較復雜，很難粘貼“應變片”。一般情況下，這些位置不容易發生損壞，但一旦發生損傷，卻很難獲取精確的數據，這為設計人員查找問題帶來了困難。
孫金云說：“如果這樣的話，就可能需要反復試驗獲取數據，甚至采用高速攝像機輔助判斷損傷的位置、類型、程度等，既浪費成本，又耽誤時間。為此，在這次試驗中，我們就對以往試驗中有可能發生損傷的部位進行了重點監測?！?br /> 這樣，試驗監測關鍵區域達到了百分之百，為確保長征五號火箭各項試驗保質按時完成奠定了基礎。
誤差千分之一秒
大火箭氫箱水壓試驗當天，從上午10點半開始，測量主管顧海貝就在試驗場來來回回地查看著系統窗口上實時顯示的監測數據。
自從702所5室引入聲發射技術以來，搭載了不少試驗，更儲備了不少的年輕力量，顧海貝就是其中之一。別看她今年也就20多歲，在聲發射技術上，她已經是行家里手了。但對她來說，在如此龐大的貯箱試驗中采用聲發射技術，還是頭一回。
在她眼前，一個個窗口上實時顯示著五顏六色的布點，有大有小、有高有矮，或密集或疏離，這些布點每一次跳動，都猶如人的心跳一樣飽含著生命特征。
她說：“這套系統和試驗件之間有一個傳感器連接，它就好似測量系統的‘耳朵’一樣?！?br /> 她已經經歷了很多次類似的試驗，這次試驗也非常順利，十幾路發射信號穩定、均勻，未發現異常。
顧海貝打比方說：“比如折斷筷子時，會發出噼里啪啦的響聲，其它材料也一樣。但我們用肉眼看到筷子裂開時，其實它早就變形了。而聲發射技術對哪怕很微小的損傷也十分敏感，能夠‘聽’到筷子是什么時候開始破損的，以及從哪里開始，怎樣折斷等整個過程?！?br /> 因此，這項技術將來還可以在一些產品的抽查檢驗中使用，不用破壞，就能分析出產品最大的受力載荷，這無疑能極大地節約成本。這項技術獲取的數據誤差要以千分之一秒甚至百萬分之一秒來計算，非常精確。
首次聲發射技術的成功使用，對長征五號火箭保進度、保成功提供了重要保障。后續，常溫狀態下的長征五號火箭貯箱試驗都可以采用此項技術，而且低溫狀態下的試驗還解決了“低溫”測試這一難題。
試驗人員劉硯濤舉例介紹，比如長征五號火箭的貯箱低溫試驗，需要注入液氮，液氮的溫度達零下200度，這種極寒的環境極有可能損壞聲發射測量系統。他說：“這種情況下，我們就可能要為系統安裝特殊的連接桿，就像為它裝上‘聽診器’一樣，這還需要我們進一步總結規律，使得這項技術在大型貯箱試驗上的應用更加可靠、可信?！?冉程)

  學習了

高新技術用在高新前沿！

這些技術不錯，如果安在火箭上就好了，安裝在隧道里，大型橋梁上等等，這就能減少好多危險事故