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龙图腾网获悉北京交通大学申请的专利一种压电式声发射传感器获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115508452B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211127997.8，技术领域涉及：G01N29/14；该发明授权一种压电式声发射传感器是由齐红元;韩得福;侯东明;王翠苹设计研发完成，并于2022-09-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种压电式声发射传感器在说明书摘要公布了：本发明提供了一种压电式声发射传感器。包括：依次连接的匹配层、压电元件、背衬层和内置电路；匹配层用于实现压电元件与工作介质的声阻抗匹配，根据信号能量在传递过程中的损失设计匹配层的厚度；压电元件用于通过匹配层从工作介质中捕获声发射信号，将声发射信号转换为电信号，将电信号传输给背衬层；背衬层用于支撑压电式声发射传感器，吸收压电元件传输过来的声发射信号的能量，将声发射信号传输给内置电路，内置电路用于对压电陶瓷感知的声发射电信号进行带通滤波和放大处理。本发明的压电式声发射传感器解决了早期微弱故障信号的感知问题，可以实现被测装备的早期故障诊断，为声发射传感器的设计提供了数学模型和理论支持。

本发明授权一种压电式声发射传感器在权利要求书中公布了：1.一种压电式声发射传感器，其特征在于，包括：依次连接的匹配层、压电元件、背衬层和内置电路； 所述的匹配层，用于实现压电元件与工作介质的声阻抗匹配，根据信号能量在传递过程中的损失设计匹配层的厚度； 所述的压电元件，用于通过匹配层从工作介质中捕获声发射信号，将声发射信号转换为电信号，将电信号传输给背衬层； 所述的背衬层，用于支撑压电式声发射传感器，吸收压电元件传输过来的声发射信号的能量，将声发射信号传输给内置电路， 所述的内置电路，用于对压电陶瓷感知的声发射电信号进行带通滤波和放大处理； 选用单层匹配层结构进行传感器设计，在对匹配层厚度设计的时候，首先得到没有衰减时的声强透射系数tI： tI代表匹配层的声强透射系数；It为透射波声强；Ii入射波声强之比；pta是透射波声压；pia是入射波声压；ρp是出射材料密度；ρs是入射材料密度；cp是出射材料声速；cs是出射材料声速；Zs是被测结构声阻抗；Zm是匹配层声阻抗；Zp是压电陶瓷声阻抗；k2是波数；D是声波传播距离，能量在传递过程中的损失由散射衰减和吸收衰减所引起，并且呈指数衰减形式； 将匹配层中的声波衰减规律考虑到匹配层厚度设计模型中，得到声强透射系数与匹配层厚度和衰减系数的数学模型，如式3所示； v＝Ae-βt3 v为单位面积质点的振动幅值，A为振幅最大值，β为衰减系数，t是匹配层厚度，进而确定不同材料对应的最佳匹配层厚度； 所述的内置电路包括接收电路和发射电路，接收电路完成压电信号的带通滤波以及放大功能，发射电路实现声波的发射和传感器自检功能；所述的接收电路包括LTC6230组成，运算放大器采用差分接法放大差模信号，发射电路以定时器为基础，构成多谐振荡器，发出固定占空比的方波脉冲； 所述的压电元件包括压电陶瓷，确定压电陶瓷厚度t与谐振频率fs的关系为： fs＝310.1-21.68t1 fs是压电陶瓷的谐振频率，t为压电陶瓷的厚度，压电陶瓷的谐振频率选定150kHz，压电陶瓷工作时处在谐振频率附近； 所述的背衬层包括环氧树脂，在环氧树脂基体中加入钨粉，所述钨粉体积分数9％。

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