Nuus

Jy is hier: Tuis / Nuus / Basiese beginsels van piëso-elektriese keramiek / Nie-vernietigende toetstegnologie en die toepassing daarvan (1)

Nie-vernietigende toetstegnologie en die toepassing daarvan (1)

Kyke: 0 Skrywer: Werfredakteur Publiseertyd: 2019-09-20 Oorsprong: Werf

Doen navraag

Klankgolf is 'n soort longitudinale golf wat deur die menslike oor gevoel kan word. Sy frekwensiereeks is 16Hz ~ 2KHz. Wanneer die frekwensie van klankgolwe laer as 16 Hz is, word dit infraklankgolf genoem, en wanneer dit hoër as 2 kHz is, word dit ultrasoniese golf genoem. Oor die algemeen het klankgolwe 'n frekwensie in die reeks van 2 kHz tot 25 MHz wat ultrasoniese golwe genoem word. Dit is 'n meganiese vibrasiegolf wat deur 'n meganiese vibrasiebron in 'n elastiese medium opgewonde gemaak word. Die essensie daarvan is om vibrasie-energie in die vorm van stresgolwe oor te dra. Die nodige voorwaarde is om 'n vibrasiebron en 'n elastiese medium te hê wat in staat is om meganiese vibrasie oor te dra (eintlik insluitend byna alle gasse, vloeistowwe en vaste stowwe) wat in die binnekant van die voorwerp binnedring en deur die voorwerp kan beweeg. Die gebruik van verskeie voortplanting eienskappe van piëzo-elektriese keramiek transducers in 'n voorwerp, soos refleksie en breking, diffraksie en verstrooiing, verswakking, resonansie, en spoed van klank, is dit moontlik om die grootte, oppervlak en interne defekte, weefsel veranderinge, ens baie voorwerpe op te spoor, en dus is 'n toepassing. Die mees uitgebreide en belangrikste nie-vernietigende toetstegnologie het ultrasoniese toetstegnologie. Byvoorbeeld, vir mediese ultraklankdiagnose (soos B-ultraklank), sonar in oseanografie, visopsporing, seebodemtopografie, seepeiling, geologiese struktuuropsporing, defekopsporing op industriële materiale en produkte, hardheidmeting, diktemeting, mikrostruktuur-evaluering, betonkomponent-inspeksie, vogmeting van piekkeramiek, ens. 1)

Ultrasoniese
golwe kan effektief voortgeplant word in media soos gasse, vloeistowwe, vaste stowwe en vaste oplossings.
2) Ultrasoniese golwe kan baie sterk energie oordra.
3) Ultraklank produseer refleksie, interferensie, superposisie en resonansie. 4) Wanneer die ultrasoniese golf in die vloeibare medium voortplant, kan die bereiking van 'n sekere vlak van klankkrag 'n sterk impak op die koppelvlak van die voorwerp in die vloeistof produseer (gebaseer op 'kavitasieverskynsel') - wat dus lei tot die 'krag ultrasoniese toepassing' tegnologie -- Byvoorbeeld, 'ultrasoniese skoonmaak', 'ultrasonic drilling', 'ultrasonic drilling', 'ultrasonic drilling', 'ultrasonic deboring', 'ultrasonic deboring', 'ultrasonic deburing' genoem' en dies meer. Dit kan ook gebruik word vir 'ultrasoniese sweis' van materiale soos plastiek deur die vibrasie van hoë-krag ultrasoniese golwe.
~!phoenix_var121_6!~

Ultrasoniese toetsing (UT), wat toegepas word in industriële nie-vernietigende toetstegnologie, is die vinnigste groeiende en mees gebruikte nie-vernietigende toetstegnologie in NDT-tegnologie, en dit speel 'n baie belangrike rol. Die metode wat gebruik word om ultrasoniese golwe te genereer en te ontvang in die ultrasoniese toetstegnologie wat hoofsaaklik die piëso-elektriese effek van kristalle gebruik, dit wil sê, pizo-elektriese keramiekskyfkristalle (soos kwartskristal, bariumtitanaat en piëzo-elektriese keramiek soos loodsirkonaattitanaat). Wanneer vervorming onder die aksie plaasvind, sal daar 'n elektriese verskynsel wees, dit wil sê die ladingverspreiding sal verander (positiewe piëso-elektriese effek). Omgekeerd, wanneer 'n lading op die piëso-elektriese kristal toegepas word, sal die piëso-elektriese keramiekkristal gespanne word, dit wil sê elasties vervorm. (omgekeerde piëso-elektriese effek). Daarom word 'n ultrasoniese transducer (sonde) vervaardig deur 'n piëso-elektriese kristal te gebruik, en 'n hoëfrekwensie elektriese puls word daarby ingevoer, en die sonde genereer ultrasoniese golwe teen dieselfde frekwensie wat uitgestraal word in die voorwerp wat geïnspekteer moet word, en wanneer die ultrasoniese golf ontvang word, genereer die sonde dieselfde frekwensie. Die hoëfrekwensie elektriese sein word gebruik om die skerm op te spoor. Benewens die gebruik van die piëso-elektriese effek, in sommige gevalle, die magnetostriktiewe effek (die verskynsel dat die sterk magnetiese materiaal vervorm word tydens magnetisering, wat as 'n vibrasiebron of vir spanningmeting gebruik kan word), en die gebruik van elektrodinamiese metodes (byvoorbeeld, Elektromagneties-akoestiese of werwelklankmetodes wat later in hierdie hoofstuk beskryf word.

Wanneer die ultrasoniese golf voortplant in die elastiese medium, afhangende van die verhouding tussen die vibrasiepatroon van die steunpunt van die medium en die voortplantingsrigting van die ultrasoniese golf, kan die ultrasoniese golf in die volgende tipes verdeel word

(1) Longitudinale golf (L-golf, ook genoem kompressiegolf, yl golf) - Die kenmerk van longitudinale golf is dat die vibrasierigting van die deeltjie van die klankmedium dieselfde is as die voortplantingsrigting van die ultrasoniese golf (sien die figuur regs)

(2) Skuifgolf (na verwys as S-golf, ook bekend as transversale golf, na verwys as T-golf, ook bekend as skuifgolf of skuifgolf) - Die kenmerk van transversale golf is die vibrasierigting van die deeltjie van die klankmedium en die voortplantingsrigting van die ultrasoniese golf. en die verhouding tussen die vibrasievlak van die beeldpunt en die voortplantingsrigting van die ultrasoniese golf word verder verdeel in 'n vertikaal gepolariseerde transversale golf (SV golf, wat die mees gebruikte transversale golf in industriële ultrasoniese toetsing is) en horisontaal gepolariseerde transversale golf (SH golf, ook bekend as Love Wave-le Libo van is eintlik die seismiese golwe modus).

Die een kant van die sensorstaaf in die longitudinale golfsonde is vasgemaak met 'n groot massa-stywe liggaam, en die ander kant is ingelê met 'n diamant. Wanneer die inspringer nie met die toetsstuk (links a) in aanraking is nie, is die inkeper in 'n vrye toestand. Nadat die longitudinale vibrasie gevorm is, is die vaste einde van die sensorstaaf die golfknoop van die vibrasie, en die koppunt word die antinode van die vibrasie as gevolg van die grootste amplitude, dus is die lengte van die staaf gelyk aan 1/4 van die vibrasiegolflengte, en die frekwensie is dat die sensor by die vrye toestand frekwensie is. Wanneer die einde van die sensor heeltemal vasgeklem is deur die toetsstuk en die stywe liggaam met 'n groot massa, is dit ideaal dat beide ente van die sensorstaaf vibrasiegolfnodusse sal word, en die lengte van die staaf is gelyk aan die vibrasiegolflengte is 1/2, en die resonansiefrekwensie op hierdie tydstip is gelyk aan twee keer die aanvanklike frekwensie wanneer die vrye toestand in die einde van die inkeping is.

Wanneer die piezo-elektriese keramiek op die toetsstuk gedruk word, is dit gewoonlik tussen bogenoemde . Onder die vaste las, vir die toetsstuk met dieselfde elastiese modulus, as die hardheid van die toetsstuk laer is, Hoe groter die kontakarea tussen die indenter en sy oppervlak, hoe groter is die mate van klem van die indenter-kant van die sensorstaaf, sodat die vibrasie-amplitude van die einde kleiner is, en die ooreenstemmende vibrasie-antinodepunt van die staaf beweeg na die vaste punt. Daarom, hoe kleiner die vibrasiegolflengte, hoe hoër is die resonansiefrekwensie van die staaf. Die hardheid van die toetsstuk kan bepaal word deur die verandering in die resonante frekwensie van die sensorstaaf te meet. Die elastiese modulus van die toetsstuk sal ook die kontakarea beïnvloed, dit wil sê die verandering van die resonansiefrekwensie van die sensorstaaf. Daarom is die ultrasoniese hardheidtoetsmetode 'n vergelykende metingsmetode, en dit is nodig om die invloed uit te skakel deur 'n toetsstuk met dieselfde elastiese modulus en die toetsstuk as 'n kalibrasietoetsstuk te gebruik. In die sonde is daar 'n sensorstaaf met magnetostriktiewe effek, een kant vasgesweis aan 'n staalsilinder, die silinder is baie groter as die sensor, die ander kant is gestel met 136 diamant piramide inspringer, die opwekkingspoel is rondom op die sensorstaaf, 'n piëzo-elektriese kristalstuk is naby die aansluiting van die sensorstaaf en die silinder vasgemaak.