本书对利用声发射技术监测水轮机转轮叶片裂纹进行了一些基础性研究，主要对声发射技术用于水轮机转轮设备无损检测时的声发射信号在转轮上的衰减性能、强大背景噪声下裂纹弱小声发射信号的提取、声发射信号特征参数的提取与叶片裂纹源的定位以及疲劳过程中叶片材料裂纹的声发射特性、裂纹发展趋势预估及转轮运行安全性评估等进行研究，为研制水轮机转轮叶片裂纹监测系统采用声发射方法时提供了有关的技术基础。

本书是对“混流式水轮机转轮叶片裂纹监测的理论和方法研究”基金项目研究内容的系统总结，既有理论联系实际的创新运用，又有解决工程问题的技术革新，写作思路清晰、逻辑严谨，图表和实验数据翔实，丰富和拓展了机械设备状态监测和故障诊断的理论和方法，是该领域研究的一本可贵的参考书。

　　本书研究了水轮机转轮叶片材料在疲劳实验下的声发射特性及利用声发射技术监测水轮机叶片裂纹的可行性；研制了基于数字信号处理器的高速多通道声发射同步数据采集及蓝牙数据传输系统，实现从旋转轴上把特征参数传输出来；进行了裂纹声发射信号识别及报警的方法研究，通过采用神经网络模式识别、数据融合技术和报警理论实现了对金属裂纹产生的报警；分别通过小波神经网络和支持向量机实现对水轮机叶片裂纹源位置的识别；最后，还探讨了裂纹发展趋势预估及转轮安全评估的方法。

本书适于从事机械设备状态监测与故障诊断、水力发电、水电设备制造等方面的设计、科研以及相关专业的研究生阅读参考。

序

第1章 绪论

 1.1 研究背景及意义

 1.2 水轮机转轮叶片裂纹分析

 1.3 水轮机组监测的研究现状

 1.4 声发射技术概述

 1.5 相关的关键技术研究现状

 1.6 主要研究内容

第2章 裂纹声发射信号衰减性能的实验研究

 2.1 转轮上声发射信号的衰减特性

 2.2 声发射信号衰减的小波包分析

 2.3 实验结论

第3章 强背景噪声下声发射信号提取方法的研究

 3.1 混合信号数不小于源信号条件下的ICA独立源分离去噪

 3.2 稀疏编码收缩去噪

 3.3 分析结论

第4章 基于DSP的声发射数据采集及分析系统

 4.1 声发射监测系统概述

 4.2 声发射数据采集系统构成

 4.3 声发射同步数据采集系统硬件设计

 4.4 声发射同步数据采集系统集成及调试

 4.5 数据无线传输的设计和实现

 4.6 声发射传感器的安装

 4.7 检测系统抗干扰技术

 4.8 检测系统的供电系统设计

第5章 基于DSP的金属裂纹声发射信号特征参数提取

 5.1 金属裂纹声发射信号及特点

 5.2 声发射信号的特征参数定义

 5.3 声发射信号的小波消噪处理

 5.4 基于DSP的特征参数提取实现

 5.5 基于DSP特征参数提取算法对比分析

第6章 金属裂纹声发射信号识别及报警方法

 6.1 神经网络模式识别理论及应用

 6.2 金属疲劳裂纹声发射信号的特征及提取

 6.3 多传感器数据融合理论

 6.4 报警系统的理论研究

第7章 叶片裂纹源的定位研究

 7.1 特征参数的提取方法

 7.2 裂纹源的定位方法

 7.3 转轮裂纹源的定位

 7.4 效果分析

第8章 裂纹发展趋势预估及转轮安全评估基础研究

 8.1 国内外研究现状及发展趋势

 8.2 混流式水轮机转轮叶片裂纹分析

 8.3 基于声发射技术疲劳裂纹扩展研究

 8.4 混流式水轮机叶片裂纹发展趋势预估

 8.5 混流式水轮机转轮安全评估基础研究

第9章 结论与展望

 9.1 研究主要结论

 9.2 研究展望

参考文献

跋