一种声发射信号处理装置及光学元件损伤检测系统
阅读：21发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种声发射信号处理装置及光学元件损伤检测系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 申请 提供一种声发射 信号 处理装置及光学元件损伤检测系统，通过将 传感器 设置到待测光学元件上，并将获取到的待测光学元件所产生的声发射 信号传输 给声发射 信号处理 装置；声发射信号处理装置进行信号放大、滤波、转换为 数字信号 、提取出声发射信号的特征参数后，将特征参数输送给 计算机系统 ，以供计算机系统基于特征参数确定出待测光学元件的损伤类型和损伤程度。相较于相关技术而言，声发射信号检测具有更高的准确性，检测结果可以直接由计算机系统确定出来，不需要用户进行人工观察，检测效率更高。，下面是一种声发射信号处理装置及光学元件损伤检测系统专利的具体信息内容。
1.一种声发射信号处理装置，其特征在于，包括：前置放大器、模拟滤波器、模数转换器和数字信号处理器；
所述前置放大器的输入端与设置于待测光学元件上的传感器的输出端连接，用于接收所述传感器传来的所述待测光学元件所产生的声发射信号并进行放大处理；
所述模拟滤波器的输入端与所述前置放大器的输出端连接，用于接收经由所述前置放大器放大处理后的声发射信号，并对所述前置放大器放大处理后的声发射信号进行滤波处理，以保留所需频段的模拟信号；
所述模数转换器的输入端与所述模拟滤波器的输出端连接，用于接收经由所述模拟滤波器滤波处理后得到的模拟信号，并将所述滤波处理后得到的模拟信号转换为数字信号；
所述数字信号处理器的输入端与所述模数转换器的输出端连接，所述数字信号处理器的输出端与计算机系统连接，以对所述数字信号进行处理，提取出所述声发射信号的特征参数，并将所述特征参数输送给所述计算机系统，以供所述计算机系统基于所述特征参数确定出所述待测光学元件的损伤类型和损伤程度。
2.如权利要求1所述的声发射信号处理装置，其特征在于，所述声发射信号处理装置还包括供电电池；
所述供电电池分别与所述前置放大器、所述模拟滤波器、所述模数转换器、以及所述数字信号处理器连接，以为所述前置放大器、所述模拟滤波器、所述模数转换器、以及所述数字信号处理器供电。
3.如权利要求1或2所述的声发射信号处理装置，其特征在于，所述声发射信号处理装置还包括存储器；
所述存储器与所述数字信号处理器连接，以接收并保存所述数字信号处理器处理得到的所述特征参数。
4.如权利要求3所述的声发射信号处理装置，其特征在于，所述存储器包括只读存储器和随机存取存储器；所述只读存储器用于存储所述数字信号处理器处理得到的所述特征参数；所述随机存取存储器用于存储所述数字信号处理器运行过程中产生的临时数据。
5.一种光学元件损伤检测系统，其特征在于，包括：传感器，如权利要求1-4任一项所述的声发射信号处理装置，以及计算机系统；
所述传感器可分离的设置于待测光学元件上，并与所述声发射信号处理装置连接，以获取所述待测光学元件所产生的声发射信号，并传输给所述声发射信号处理装置；
所述声发射信号处理装置与所述计算机系统连接，以对所述传感器传来的所述声发射信号进行处理，提取出所述声发射信号的特征参数，并将所述特征参数输送给所述计算机系统；
所述计算机系统用于基于所述特征参数确定出所述待测光学元件的损伤类型和损伤程度。
6.如权利要求5所述的光学元件损伤检测系统，其特征在于，所述待测光学元件为激光器。
7.如权利要求6所述的光学元件损伤检测系统，其特征在于，所述传感器为光纤传感器。
8.如权利要求5所述的光学元件损伤检测系统，其特征在于，所述传感器与所述待测光学元件的接触面上涂有声耦合剂。
9.如权利要求5所述的光学元件损伤检测系统，其特征在于，所述声发射信号处理装置与所述计算机系统通过通用串行总线连接。
10.如权利要求5-9任一项所述的光学元件损伤检测系统，其特征在于，所述光学元件损伤检测系统包括至少4个传感器；所述至少4个传感器分布于所述待测光学元件的不同位置。
一种声发射信号处理装置及光学元件损伤检测系统
技术领域
背景技术
[0002] 目前，光学元件损伤的在线检测装置大多采用暗场成像技术，即利用主动式光源照明被检的光学元件，通过人工观察采集到的图像的方式，从而判断出光学元件是否存在损伤。如果光学元件存在损伤，则损伤点会产生散射光，用成像光学系统接收损伤点产生的后向散射光，就可以在暗背景下观察到明亮的损伤图像。如果被检测光学元件无损伤，则视场总是暗场。但该在线检测装置存在图像质量差(导致检测准确度差)，检测效率低等缺点。发明内容
[0003] 本申请实施例的目的在于提供一种声发射信号处理装置及光学元件损伤检测系统，用以解决相关技术检测准确度差、检测效率低下的问题。
[0007] 所述模数转换器的输入端与所述模拟滤波器的输出端连接，用于接收经由所述模拟滤波器滤波处理后得到的模拟信号，并将所述滤波处理后得到的模拟信号转换为数字信号；
[0008] 所述数字信号处理器的输入端与所述模数转换器的输出端连接，所述数字信号处理器的输出端与计算机系统连接，以对所述数字信号进行处理，提取出所述声发射信号的特征参数，并将所述特征参数输送给所述计算机系统，以供所述计算机系统基于所述特征参数确定出所述待测光学元件的损伤类型和损伤程度。
[0009] 在上述实现过程中，声发射信号处理装置包括前置放大器、模拟滤波器、模数转换器和数字信号处理器。通过前置放大器对待测光学元件运行时产生的声发射信号进行放大，然后由模拟滤波器进行滤波，仅保留需要的频段的电信号，再由模数转换器进行信号转换以使得数字信号处理器得以从转换后的数字信号中提取出声发射信号的特征参数给到计算机系统进行处理，从而确定出待测光学元件的损伤类型和损伤程度。这样，利用光学元件在存在物理损伤时，运行过程中会产生声发射信号的特点，采用声发射信号处理装置对声发射信号进行采集、处理，从而使得计算机系统得以确定出待测光学元件的损伤类型及损伤程度。相较于相关技术而言，声发射信号检测具有更高的准确性，检测结果可以直接由计算机系统确定出来，不需要用户进行人工观察，检测效率更高。
[0010] 进一步地，所述声发射信号处理装置还包括供电电池；所述供电电池分别与所述前置放大器、所述模拟滤波器、所述模数转换器、以及所述数字信号处理器连接，以为所述前置放大器、所述模拟滤波器、所述模数转换器、以及所述数字信号处理器供电。
[0011] 在上述实现结构中，通过供电电池来为前置放大器、模拟滤波器、模数转换器、以及数字信号处理器连接，使得声发射信号处理装置可独立运行，不依赖于外接电源的限制，提升了声发射信号处理装置的可用性。
[0012] 进一步地，所述声发射信号处理装置还包括存储器；所述存储器与所述数字信号处理器连接，以接收并保存所述数字信号处理器处理得到的所述特征参数。
[0013] 在上述实现结构中，通过存储器来实现对数字信号处理器处理得到的特征参数的存储，使得特征参数可以得到有效保存，从而使得在后期需要重新调用相关数据时，可以调用到，提高了声发射信号处理装置的可靠性。
[0014] 进一步地，所述存储器包括只读存储器和随机存取存储器；所述只读存储器用于存储所述数字信号处理器处理得到的所述特征参数；所述随机存取存储器用于存储所述数字信号处理器运行过程中产生的临时数据。
[0015] 在上述实现结构中，通过只读存储器来存储特征参数，保证了特征参数的保存的长效性和可靠性；而通过随机存取存储器来存储数字信号处理器运行过程中产生的临时数据，使得数字信号处理器可以迅速实现相应临时数据的存取，使得数字信号处理器可以迅速而流畅的运行。
[0016] 本申请实施例中还提供了一种光学元件损伤检测系统，包括：传感器，上述任一种的声发射信号处理装置，以及计算机系统；所述传感器可分离的设置于待测光学元件上，并与所述声发射信号处理装置连接，以获取所述待测光学元件所产生的声发射信号，并传输给所述声发射信号处理装置；所述声发射信号处理装置与所述计算机系统连接，以对所述传感器传来的所述声发射信号进行处理，提取出所述声发射信号的特征参数，并将所述特征参数输送给所述计算机系统；所述计算机系统用于基于所述特征参数确定出所述待测光学元件的损伤类型和损伤程度。
[0017] 在上述实现结构中，通过将传感器设置到待测光学元件上，并将获取到的待测光学元件所产生的声发射信号传输给声发射信号处理装置；声发射信号处理装置进行信号放大、滤波、转换为数字信号、提取出声发射信号的特征参数后，将所述特征参数输送给所述计算机系统，以供计算机系统基于特征参数确定出待测光学元件的损伤类型和损伤程度。这样，利用光学元件在存在物理损伤时，运行过程中会产生声发射信号的特点，采用声发射信号处理装置对声发射信号进行处理，从而使得计算机系统得以确定出待测光学元件的损伤类型及损伤程度。相较于相关技术而言，声发射信号检测具有更高的准确性，检测结果可以直接由计算机系统确定出来，不需要用户进行人工观察，检测效率更高。
[0018] 进一步地，所述待测光学元件为激光器。
[0019] 在实际应用过程中，激光器是光学系统中的重要元件，激光器的好坏直接影响系统的性能好坏。在上述实现结构中，可以实现对激光器的在线损伤检测，不需要对激光器进行拆解，也不需要太多的人力投入，因此检测效率更高。
[0020] 进一步地，所述传感器为光纤传感器。
[0021] 在上述实现结构中，由于光纤传感器具有体积小、重量轻、响应快、分辨率高、抗干扰能力强等一系列优点，因此通过光纤传感器来实现对待测光学元件的声发射信号的检测时，对声发射信号的采集效果更好，同时还利于光学元件损伤检测系统的小型化和轻便化，可以使得本申请实施例所提供的方案具有更好的应用前景。
[0022] 进一步地，所述传感器与所述待测光学元件的接触面上涂有声耦合剂。
[0023] 在上述实现结构中，通过在传感器与待测光学元件的接触面上涂有声耦合剂，从而保证声发射信号的良好传输，进一步提高本申请实施例的方案的可靠性。
[0024] 进一步地，所述声发射信号处理装置与所述计算机系统通过通用串行总线连接。
[0025] 在上述实现结构中，声发射信号处理装置与计算机系统通过通用串行总线连接，便于实现，数据传输可靠，具有较好的实际应用价值。
[0026] 进一步地，所述光学元件损伤检测系统包括至少4个传感器；所述至少4个传感器分布于所述待测光学元件的不同位置。
[0027] 在实际应用中，基于至少四个已知的位置，以及同一信号到达不同位置的时间差可以计算出信号的产生位置。在上述实现结构中，通过在待测光学元件的不同位置布设至少4个传感器，可以使得在进行光学元件损伤检测时，光学元件损伤检测系统能够准确定位出元件的损伤位置的坐标，便于后期进行修复等操作。附图说明
[0028] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0029] 图1为本申请实施例提供的光学元件损伤检测系统的结构框图；
[0030] 图2为本申请实施例提供的一种声发射信号处理装置的结构框图；
[0031] 图3为本申请实施例提供的一种声发射信号处理装置的可行电路图；
[0032] 图4为本申请实施例提供的一种具有供电电池的系统结构示意图；
[0033] 图5为本申请实施例提供的一种具有存储器的系统结构示意图；
[0034] 图6为本申请实施例提供的一种检测激光器损伤时的结构示意图。
[0035] 图标：1-传感器；2-声发射信号处理装置；21-前置放大器；22-模拟滤波器；23-模数转换器；24-数字信号处理器；25-供电电池；26-存储器；3-计算机系统；4-激光器。
具体实施方式
[0036] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
[0037] 实施例一：
[0038] 本申请实施例所提供的一种声发射信号处理装置以及一种具有该声发射信号处理装置的光学元件损伤检测系统。参见图1所示，图1为本申请实施例所提供的一种光学元件损伤检测系统的结构示意图，包括：传感器1，声发射信号处理装置2，以及计算机系统3。其中，传感器1与声发射信号处理装置2通信连接，而声发射信号处理装置2与计算机系统3通信连接。
[0039] 在本申请实施例中，传感器1用于可分离的设置于待测光学元件上，并可获取待测光学元件所产生的声发射信号。且传感器1与声发射信号处理装置2连接，可以将获取到的待测光学元件所产生的声发射信号传输给声发射信号处理装置2。需要理解的是，在本申请实施例中，将传感器1设置于待测光学元件上时即可实现对待测光学元件进行损伤检测，在不需要对待测光学元件进行损伤检测时，也可以将传感器1从待测光学元件处取下。在本申请实施例中，为了保证声发射信号的良好传输，可以在传感器1与待测光学元件的接触面上涂布声耦合剂，以减少声发射信号到传感器1的能量损失。
[0040] 值的注意的是，在实际应用中，只有在待测光学元件受到激励时，其损伤部位才会在激励的作用下产生声发射信号。在本申请实施例中，在检测时应先控制待测光学元件处于运行状态。需要说明的是，本申请实施例中所述的运行状态是指的待测光学元件受到激励的状态。需要理解的是，在待测光学元件为如透镜等自身不能产生激励的光学元件时，此时需要从外部给予待测光学元件激励(如外加负荷、外加磁场等)。而在待测光学元件为激光器等自身能产生激励的光学元件时，只需要开启并使待测光学元件处于使用状态即可；当然，对于此类光学元件也可以从外部给予待测光学元件激励，从而使得待测光学元件在有损伤时能够产生声发射信号。
[0041] 在本申请实施例中，声发射信号处理装置2用于对传感器1传来的声发射信号进行处理，从而提取出声发射信号的特征参数以传输给计算机系统3，供计算机系统3基于特征参数确定出待测光学元件的损伤类型和损伤程度。
[0042] 在本申请实施例中，声发射信号处理装置2的结构可以参见图2所示，包括：依次连接的前置放大器21、模拟滤波器22、模数转换器23和数字信号处理器24。其中：
[0043] 前置放大器21的输入端与传感器1的输出端连接，用于接收传感器1传来的待测光学元件所产生的声发射信号并进行放大处理。需要说明的是，通常而言，传感器1采集到的声发射信号的强度都不高，信号较为微弱。为了便于之后的模拟滤波器22、模数转换器23和数字信号处理器24进行处理，通过前置放大器21对传感器1采集到的声发射信号进行放大，可以有效提高之后各器件的信号处理有效性和可靠性。
[0044] 模拟滤波器22的输入端与前置放大器21的输出端连接，用于接收经由前置放大器21放大处理后的声发射信号，并对前置放大器21放大处理后的声发射信号进行滤波处理，以保留所需频段的模拟信号。需要理解的是，传感器1采集到的信号中可能存在除声发射信号外的其他信号，这些其他信号对于损伤检测而言并无作用，反而可能会造成干扰，因此通过模拟滤波器22进行滤波后，可以提高声发射信号的纯粹度，进而降低数字信号处理器24的处理难度，提高数字信号处理器24的处理准确性。在本申请实施例中，模拟滤波器22可以选用有源滤波器，以保证滤波效果。
[0045] 模数转换器23的输入端与模拟滤波器22的输出端连接，用于接收经由模拟滤波器22滤波处理后得到的模拟信号，并将滤波处理后得到的模拟信号转换为数字信号。应当了解的是，传感器1采集到的信号即为模拟信号，以上设备进行的处理均是对模拟信号进行的处理。而数字信号处理器24是对数字信号进行处理的设备，因此需要通过模数转换器23对模拟信号进行转换，从而使得数字信号处理器24可以进行处理。
[0046] 数字信号处理器24的输入端与模数转换器23的输出端连接，数字信号处理器24的输出端与计算机系统3连接，以对数字信号进行处理，提取出声发射信号的特征参数，并将特征参数输送给计算机系统3，以供计算机系统3基于特征参数确定出待测光学元件的损伤类型和损伤程度。
[0047] 需要说明的是，在本申请实施例中，声发射信号的特征参数可以包括声发射信号的时域波形、事件数和/或振铃计数、能量和/或幅度等。声发射信号的特征参数是受声发射源的类型、活度和强度影响的参数，如声发射源的类型不同，则声发射信号的时域波形也会不同；又如声发射源的活度不同，则声发射信号的事件数和振铃计数也会不同；又如声发射源的强度不同，则声发射信号的能量和幅度也会不同。因此基于特征参数可以确定出声发射源的类型、活度和强度。而声发射源的类型是与待测光学元件的损伤类型对应的，声发射源的活度和强度是与待测光学元件的损伤程度对应的，因此基于声发射源的类型可以确定出待测光学元件的损伤类型，基于声发射源的活度和强度可以确定出待测光学元件的损伤程度。
[0048] 在本申请实施例中，传感器1采集的就是声发射信号的模拟信号，可以据此直接得到声发射信号的时域波形。而数字信号处理器24可以基于声发射信号的时域波形进行包络检测得到事件数，也可以基于时域波形和预设的阈值电压确定出振铃计数。具体的确定方法可以参考相关已有的声发射信号的参数获取方法，在本申请实施例中不再赘述。此外，在本申请实施例中，数字信号处理器24可以对声发射信号的时域波形进行快速傅里叶变换处理，从而得到声发射信号的频谱，进而从频谱中确定出声发射信号的能量或幅度。在本申请实施例中，为保证较高的处理速度，可以选用具有专为快速傅里叶变换算法设计的位倒序寻址方式的数字信号处理器，如TI公司的数字信号处理器等。
[0049] 需要说明的是，本申请实施例中所述的声发射源是待测光学元件中出现损伤而产生声发射信号的位置。
[0050] 在本申请实施例中，计算机系统3中可以装载专门进行声发射信号处理的软件，该软件可以基于数字信号处理器24传来的特征参数确定出待测光学元件的损伤类型和损伤程度。示例性的，设数字信号处理器24传来的特征参数包括声发射信号的时域波形、事件数和能量，计算机系统3可以在时域波形连续时，确定声发射源的类型为连续型声发射源；在时域波形不连续时，确定声发射源的类型为突发型声发射源；在声发射源的类型为连续型声发射源时，可以确定待测光学元件的损伤类型为塑性变形、热融化等；在声发射源的类型为突发型声发射源时，可以确定待测光学元件的损伤类型为裂纹、光学击穿等。可以在事件数的增速大于预设第一增速时，确定声发射源为高活度；在待测光学元件从开始运行，到保持稳定状态的过程中，事件数的增速大于预设第二增速且小于等于预设第一增速时，确定声发射源为中活度；否则，确定声发射源为低活度；可以从得到的声发射信号的能量中，取前N(N为预设的正整数)个最大能量计算出能量平均值，在能量平均值大于预设第一能量阈值时，确定声发射源的强度为高强度；在能量平均值小于预设第二能量阈值时，确定声发射源的强度为低强度；在能量平均值大于等于第二能量阈值且小于等于第一能量阈值时，确定声发射源的强度为中强度；进而在声发射源的强度为高强度，和/或声发射源的活度为高活度时，确定待测光学元件的损伤程度为严重损伤，在声发射源的强度为低强度，且声发射源的活度为低活度时，确定待测光学元件的损伤程度为轻度损伤；其余情况，确定待测光学元件的损伤程度为中度损伤。
[0051] 值得注意的是，在本申请实施例中，前置放大器21可以采用市面上已有的一些前置放大器来实现，例如，可以采用PXPA6型号的前置放大器来实现。而模拟滤波器22、模数转换器23和数字信号处理器24也可以采用市面上已有的设备来实现。例如，可以采用ADC0809模数转换器(从IN7～IN0引脚输入，从D7～D0引脚输出)以及TMS320F2812数字信号处理器(从数据引脚输入)来实现。示例性的，可以参见图3所示，图3即为本申请实施例所提供的一种可行的声发射信号处理装置2的电路结构。其中，传感器1的接头可以接入放大电路的输入1，输入2接地。而数字讯号处理器有数据端口，通过数据端口通过数据线即可与计算机系统3连接。需要说明的是，图3中R1至R8为电阻，C1和C2电容，此外由于TMS320F2812引脚很多，有一百多个引脚，为了保证附图的清楚性，图3中仅示出了与模数转换器连接的引脚，其余引脚的连接方式可以查阅TMS320F2812使用手册，在本申请实施例中不再赘述。需要说明的是，本申请实施例中每一个传感器可以接入一个放大电路和一个滤波电路，而不同滤波电路接入ADC0809模数转换器的不同输入引脚。本申请实施例附图3提供的是一种可以接入四个传感器1的电路结构，在实际应用中可以根据需要自行设定所需的放大电路和滤波电路的数量。还应当理解的是，附图3仅为本申请实施例所示例的一种可行的电路结构，不代表本申请实施例仅可采用附图3中的电路结构来实现。
[0052] 应当理解的是，上述示例仅为本申请实施例所提供的一种可行的计算机系统3中软件确定出待测光学元件的损伤类型和损伤程度的方式，不代表本申请实施例中仅可采用执行上述方式的软件来实现。事实上，只要能依据声发射信号的特征参数确定出待测光学元件的损伤类型和损伤程度的软件均可被本申请实施例所采用。
[0053] 值得注意的是，在本申请实施例的一种可行实施方式中，参见图4所示，在声发射信号处理装置2中，可以设置供电电池25，该供电电池25可以分别与前置放大器21、模拟滤波器22、模数转换器23、以及数字信号处理器24连接，以为前置放大器21、模拟滤波器22、模数转换器23、以及数字信号处理器24供电。这样即使得声发射信号处理装置2的使用不再受限于外部电源的位置，扩展了声发射信号处理装置2的可应用场景。而为了提升供电电池25可用性，在本申请实施例中，供电电池25可以采用可充电电池。
[0054] 在本申请实施例的一种可行实施方式中，参见图5所示，声发射信号处理装置2内还可以设置存储器26，并将存储器26与数字信号处理器24连接，从而接收并保存数字信号处理器24处理得到的特征参数，使得特征参数可以被长效保存。需要理解的是，在数字信号处理器24的运行过程中，会产生许多维持数字信号处理器24正常运行的临时数据，在本申请实施例中可以采用随机存取存储器来对这些临时数据进行保存，以利用随机存取存储器存取速度快、可随时读写的特点，保证数字信号处理器24的运行速度。而对于数字信号处理器24处理得到的特征参数，则可以通过只读存储器来进行保存，利用只读存储器具有的所存数据稳定，断电后所存数据也不会改变的特点，来保证对特征参数存储的可靠性和长效性。
[0055] 需要理解的是，随着强激光技术的快速发展，对光路中光学元件损伤阈值的要求越来越高。由于强激光的非线性效应，终端光学元件(如激光器)的表面及内部会产生激光损伤，从而严重影响光束质量及系统性能。因此，在本申请实施例的一种可行实施方式中，可以将传感器1连接与终端光学元件(如激光器)上，从而实现对终端光学元件的损伤的在线检测。
[0056] 值得注意的是，对于激光器等终端光学元件而言，其可以产生激光，因此在本申请实施例的一种可行实施方式中，可以采用光纤传感器来采集声发射信号。在采用光纤传感器来采集声发射信号时，可以通过声发射信号来对光纤传感器中的光信号进行调制(如强度调制或相位调制等)，从而实现对声发射信号的采集。此时，声发射信号处理装置2中可以设有光电转换器，只需要对光纤传感器传来的信号转换为电信号并进行解调即可实现对声发射信号的获取。这样，利用光纤传感器具有体积小、重量轻、响应快、分辨率高、抗干扰能力强等一系列优点，可以达到更好的声发射信号的采集效果，同时还利于光学元件损伤检测系统的小型化和轻便化，可以使得本申请实施例所提供的方案具有更好的应用前景。但应当理解的是，本申请实施例中也可以采用传统的声发射信号传感器来实现对声发射信号的采集。
[0057] 在本申请实施例中，可以设置至少4个传感器，在检测时，至少4个传感器分布于待测光学元件的不同位置。这样，计算机系统3还可以基于同一声发射源产生的声发射信号到达各传感器的不同时间确定出声发射源的位置。示例性的，设有4个传感器分别记为A1-A4，检测时分别设置于待测光学元件上的(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)、(x3，y3，z3)、(x4，y4，z4)处，设声发射源的坐标位置未知，记为(x，y，z)，声发射源产生的声发射信号被A1和A2采集到的时间差为Δt1，声发射源产生的声发射信号被A1和A3采集到的时间差为Δt2，声发射源产生的声发射信号被A1和A4采集到的时间差为Δt3。而声发射信号在待测光学元件中的传播速度可查的为v，可得以下方程组：
[0058]
[0059]
[0060]
[0061] 对方程组求解，取x、y、z均大于等于0的一组解作为声发射源的坐标。
[0062] 在本申请实施例中，计算机系统3可以配备显示装置，如显示屏等。从而可以将数字信号处理器24传来的声发射信号的特征参数以及确定出的待测光学元件的损伤类型和损伤程度等信息显示给工程师，以便于工程师确定待测光学元件是否需要更换或维修。示例性的，计算机系统3可以为笔记本电脑，以便于操作和搬运。
[0063] 值得注意的是，为了保证数据传输的可靠性，在本申请实施例的一种可行实施方式中，声发射信号处理装置2与计算机系统3可以通过通用串行总线连接。
[0064] 还值得注意的是，在本申请实施例中，若传感器1采集到的声发射信号为空，则计算机系统3可以确定进行检测的光学元件无损伤。
[0065] 综上，本申请实施例所提供的声发射信号处理装置2及光学元件损伤检测系统，通过将传感器1设置到待测光学元件上，并将获取到的待测光学元件所产生的声发射信号传输给声发射信号处理装置2；声发射信号处理装置2进行信号放大、滤波、转换为数字信号、提取出声发射信号的特征参数后，将所述特征参数输送给所述计算机系统3，以供计算机系统3基于特征参数确定出待测光学元件的损伤类型和损伤程度。这样，利用光学元件在存在物理损伤时，运行过程中会产生声发射信号的特点，采用声发射信号处理装置2对声发射信号进行处理，从而使得计算机系统3得以确定出待测光学元件的损伤类型及损伤程度。相较于相关技术而言，声发射信号检测具有更高的准确性，检测结果可以直接由计算机系统3确定出来，不需要用户进行人工观察，检测效率更高。
[0066] 实施例二
[0067] 本申请实施例在实施例一的基础上，以一种具体的光学元件损伤检测系统对激光器进行在线损伤检测的过程为例，为本申请做进一步示例说明。
[0068] 参见图6所示，光学元件损伤检测系统包括光纤传感器1、声发射信号处理装置2和计算机系统3。其中，光纤传感器1接于激光器4上，并与声发射信号处理装置2中的前置放大器21连接，模拟滤波器22的输入端与前置放大器21的输出端相连；模数转换器23的输入端与模拟滤波器22的输出端连接；模数转换器23的输出端连接数字信号处理器24的输入端；数字信号处理器24的输出端与存储器26的相连，同时数字信号处理器24的输出端通过通用串行总线与计算机系统3的输入端连接。供电电池25分别与前置放大器21、模拟滤波器22、模数转换器23、以及数字信号处理器24连接，以为整个声发射信号处理装置2供电。供电电池25可以为可充电的锂电池，以保证供电电池25的可重复利用性。其中：
[0069] 前置放大器21将光纤传感器1输出的微弱驱动能力的声发射信号放大，使其成为能远距离传输的声发射信号。
[0070] 模拟滤波器22用于对前置放大器21放大处理后的声发射信号进行滤波处理，以保留所需频段的信号。
[0071] 模数转换器23用于将滤波处理后得到的信号转换为数字信号，然后将数字信号传递至数字信号处理器24。
[0072] 数字信号处理器24对数字信号进行处理，提取出小数据量的时域波形、幅度、事件数、持续时间等声发射信号的特征参数，存至存储器26中并发送给计算机系统3。
[0073] 计算机系统3显示特征参数，并运行预设的声发射参数分析软件，基于得到特征参数，得到声发射源的性质及危险程度，并给出光学元件的损伤类型及损伤程度。
[0074] 本申请实施例提供的光学元件损伤检测系统，利用光纤传感器1采集声发射信号，并利用声发射信号处理装置2对声发射信号进行处理，通过计算机系统3进行光学元件的损伤类型及损伤程度的确定，并进行记录、显示。实现了在激光器4运行过程中对激光器4的损伤进行无损检测，避免了拆卸、安装与重调激光装置等操作，实现激光装置的实时监测，及时、可靠地对激光装置的损伤类型及损伤程度进行诊断。同时检测结果具有一定的前瞻性，工程师可以根据测得的特征参数以及损伤位置、损伤类型和损伤程度，预测损伤的发展趋势，具备一定的预警能力。
[0075] 在本申请所提供的实施例中，应该理解到，各器件可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个器件单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
[0076] 在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0077] 以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
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