目前采集和處理聲發射信號的方法可分為兩大類。一種為以多個簡化的波形特征參數來表示聲發射信號的特征，然后對這些波形特征參數進行分析和處理；另一種為存貯和記錄聲發射信號的波形，對波形進行頻譜分析。簡化波形特征參數分析方法是自二十世紀五十年代以來廣泛使用的經典的聲發射信號分析方法，目前在聲發射檢測中仍得到廣泛應用，且幾乎所有聲發射檢測標準對聲發射源的判據均采用簡化波形特征參數。
5.1 經典信號處理方法
5.1.1 波形特性參數
???? 圖5.1為突發型標準聲發射信號簡化波形參數的定義。由這一模型可以得到如下參數：
??? (1) 波擊（事件）計數；
??? (2) 振鈴計數；
??? (3) 能量；
??? (4) 幅度；
??? (5) 持續時間；
??? (6) 上升時間；
???????????????? 圖5.1 聲發射信號簡化波形參數的定義
對于連續型聲發射信號，上述模型中只有振鈴計數和能量參數可以適用。為了更確切地描述連續型聲發射信號的特征，由此又引入了如下兩個參數：
(7) 平均信號電平；
(8) 有效值電壓。
聲發射信號的幅度通常以dBae表示，定義傳感器輸出1?V時為0dB，則幅值為Vae的聲發射信號的dBae幅度可由下式算出：
???? dBae = 20 lg（Vae/1?V）
表5.1列出了常用整數幅度dBae對應的傳感器輸出電壓值。
表5.1常用整數幅度dBae對應的傳感器輸出電壓值
dBae?0?20?40?60?80?100
Vae?1?V?10?V?100?V?1mV?10mV?100mV

??? 對于實際的聲發射信號，由于試樣或被檢構件的幾何效應，聲發射信號波形為如圖5.2所示的一系列波形包絡信號。因此，對每一個聲發射通道，通過引入聲發射信號撞擊定義時間（HDT）來將一連串的波形包絡畫入一個撞擊或劃分為不同的撞擊信號。對于圖5.2的波形，當儀器設定的HDT大于兩個波包過門檻的時間間隔T時，則這兩個波包被劃歸為一個聲發射撞擊信號；但如儀器設定的HDT小于兩個波包過門檻的時間間隔T時，則這兩個波包被劃歸分為兩個聲發射撞擊信號。
?
圖5.2? 聲發射撞擊信號的定義
表5.2列出了常用聲發射信號特性參數的含義和用途。這些參數的累加可以被定義為時間或試驗參數(如壓力、溫度等)的函數,如總事件計數、總振鈴計數和總能量計數等。這些參數也可以被定義為隨時間或試驗參數變化的函數，如聲發射事件計數率、聲發射振鈴計數率和聲發射信號能量率等。這些參數之間也可以任意兩個組合進行關聯分析，如聲發射事件-幅度分布、聲發射事件能量-持續時間關聯圖等。

5.1.2 分析識別技術
??? (1) 聲發射信號參數的列表顯示和分析
列表顯示是將每個聲發射信號參數進行時序排列和直接顯示，包括信號到達時間，各個聲發射信號參數、外變量、聲發射源的坐標等。表5.3為壓力容器升壓過程中采集到的裂紋擴展聲發射信號的參數數據列表。在聲發射檢測前對聲發射系統進行靈敏度測定和模擬源定位精度測試時，直接觀察數據列表。對聲發射源的強度進行精確分析時也經常采用數據列表顯示和分析。

表5.2? 聲發射信號參數
參數?含義?特點與用途
撞擊（Hit）和撞擊計數?超過門檻并使某一通道獲取數據的任何信號稱之為一個撞擊。所測得的撞擊個數，可分為總計數、計數率?反映聲發射活動的總量和頻度，常用于聲發射活動性評價
事件計數?產生聲發射的一次材料局部變化稱之為一個聲發射事件。可分為總計數、計數率。一陣列中，一個或幾個撞擊對應一個事件?反映聲發射事件的總量和頻度，用于源的活動性和定位集中度評價
計數?越過門檻信號的振蕩次數，可分為總計數和計數率?信號處理簡便，適于兩類信號，又能粗略反映信號強度和頻度，因而廣泛用于聲發射活動性評價，但受門檻值大小的影響
幅度?信號波形的最大振幅值，通常用dBae表示（傳感器輸出1?V為0dB）?與事件大小有直接的關系，不受門檻的影響，直接決定事件的可測性，常用于波源的類型鑒別、強度及衰減的測量
能量計數（MARSE）?信號檢波包絡線下的面積，可分為總計數和計數率?反映事件的相對能量或強度。對門檻、工作頻率和傳播特性不甚敏感，可取代振鈴計數，也用于波源的類型鑒別
持續時間?信號第一次越過門檻至最終降至門檻所經歷的時間間隔，以?s表示?與振鈴計數十分相似，但常用于特殊波源類型和噪聲的鑒別
上升時間?信號第一次越過門檻至最大振幅所經歷的時間間隔，以?s表示?因受傳播的影響而其物理意義變得不明確，有時用于機電噪聲鑒別
有效值電壓
（RMS）?采樣時間內，信號的均方根值，以V表示?與聲發射的大小有關，測量簡便，不受門檻的影響，適用于連續型信號，主要用于連續型聲發射活動性評價
平均信號電平
（ASL）?采樣時間內，信號電平的均值，以Db表示?提供的信息和用途與RMS相似，對幅度動態范圍要求高而時間分辯率要求不高的連續型信號，尤為有用。也用于背景噪聲水平的測量
到達時間?一個聲發射波到達傳感器的時間，以?s表示?決定了波源的位置、傳感器間距和傳播速度，用于波源的位置計算
外變量?試驗過程外加變量，包括時間、載荷、位移、溫度及疲勞周次等?不屬于信號參數，但屬于波擊信號參數的數據集，用于聲發射活動性分析

表5.3 聲發射信號特征參數數據列表
?? 到達時間?????? 壓力??? 通道?? 上升時間??? 計數???? 能量???? 持續時間??? 幅度
MM:SS.mmmuuun??? PARA1???? CH????? RISE????? COUN???? ENER???? DURATION??? AMP
01:18.9101730??? 36.60????? 3?????? 81??????? 92?????? 57??????? 3222????? 59?
01:18.9103205??? 36.60???? 12????? 133??????? 49?????? 48??????? 6243????? 51?
01:18.9104999??? 36.60????? 4?????? 69??????? 62?????? 86??????? 6899????? 55?
01:18.9112070??? 36.60????? 8?????? 29??????? 27?????? 53??????? 1947????? 51?
??? (2) 聲發射信號單參數分析方法
由于早期的聲發射儀器只能得到計數、能量或者幅度等很少的參數，因此人們早期對聲發射信號的分析和評價通常采用單參數分析方法，最常用的單參數分析方法為計數分析法、能量分析法和幅度分析法。
??? 1) 計數法: 計數法是處理聲發射脈沖信號的一種常用方法。目前應用的計數法有聲發射事件計數率與振鈴計數率及它們的總計數，另外還有一種對振幅加權的計數方式，稱為“加權振鈴”計數法。聲發射事件是由材料內局域變化產生的單個突發型信號，聲發射計數(振鈴計數)是聲發射信號超過某一設定門檻的次數, 信號單位時間超過門檻的次數為計數率, 聲發射計數率依賴于傳感器的響應頻率、換能器的阻尼特性、結構的阻尼特性和門檻的水平。對于一個聲發射事件，由換能器探測到的聲發射計數為:
????????????????????????????
???????????? N =???? ln???????????????????????????????????????????????????????????????
式中f0 是換能器的響應中心頻率, β為波的衰減系數, Vp是峰值電壓, Vt為閾值電壓。計數法的缺點是易受樣品幾何形狀、傳感器的特性及連接方式、門檻電壓、放大器和濾波器工作狀況等因素的影響。
　　2) 能量分析法: 由于計數法測量聲發射信號存在上述缺點，尤其對連續型聲發射信號更明顯，因而通常采用測量聲發射信號的能量來對連續型聲發射信號進行分析。目前，聲發射信號的能量測量是定量測量聲發射信號的主要方法之一。聲發射信號的能量正比于圖4.1中聲發射波形的面積，通常用均方根電壓(Vrms)或均方電壓(Vms)來進行聲發射信號的能量測量。但目前聲發射儀器多用數字化電路,因而也可直接測量聲發射信號波形的面積。對于突發型聲發射信號可以測量每個事件的能量。
　　一個信號V(t)的均方電壓和均方根電壓定義如下:
???????????????????????? ?T
??????????? Vms =???????? V2(t)dt　????????????????????????
??????????????????????? 0
? 　　　　　Vrms = ? Vms????????????????????????????????????
式中, ?T是平均時間, V(t)是隨時間變化的信號電壓。根據電子學中的理論，可以得到Vms隨時間的變化就是聲發射信號的能量變化率, 聲發射信號從t1 到t2 時間內的總能量E可由下式表示:
???????????????????? t2?????????????? t2
??????????? E ∝?? (Vrms)2 dt =??? Vms dt????????????????????
??????????????????? t1????????????? t1
　　聲發射信號能量的測量可以直接與材料的重要物理參數(如發射事件的機械能、應變率或形變機制等)直接聯系起來，而不需要建立聲發射信號的模型。能量測量同樣解決了小幅度連續型聲發射信號的測量問題。另外，測量信號的均方根電壓或均方電壓也有很多優點。首先，Vrms和Vms對電子系統增益和換能器耦合情況的微小變化不太敏感, 且不依賴于任何閾值電壓,不象計數技術一樣與閾值的大小有緊密關系。其次，Vrms和Vms與連續型聲發射信號的能量有直接關系，但對計數技術來說，根本不存在這樣的簡單關系。第三，Vrms與Vms很容易對不同應變率或不同樣品體積進行修正。
??? 3) 幅度分析法: 信號峰值幅度和幅度分布是一種可以更多地反映聲發射源信息的處理方法，信號幅度與材料中產生聲發射源的強度有直接關系，幅度分布與材料的形變機制有關。聲發射信號幅度的測量同樣受換能器的響應頻率、換能器的阻尼特性、結構的阻尼特性和門檻電壓水平等因素的影響。通過應用對數放大器，既可對聲發射大信號也可對聲發射小信號進行精確的峰值幅度測量。