السيراميك الكهرضغطي لتكنولوجيا الاختبارات غير المدمرة

تتمتع المواد الكهروإجهادية p كهرضغطية  d isc  t rensducer  بخصائص اقتران قوية كهربائية ممتازة وتستخدم على نطاق واسع في مجال الاختبارات غير المدمرة. تتميز تقنية الاختبار غير المدمر للاهتزاز الكهروضغطي بالخصائص التالية: 1) حساسة للأضرار الداخلية الصغيرة للهياكل الكبيرة؛ 2) نطاق تشغيل خطي واسع ومستقر وموثوق، وقادر على التكيف مع ظروف العمل الأكثر تعقيدًا؛ 3) استقرار أكثر موثوقية. معالجة البيانات اللاحقة بسيطة. تعرض هذه الورقة التصميم العام لجهاز الاختبار غير المدمر الكهرضغطية.

أولاً، يتم اختيار مولد الإشارة والمثير الكهرضغطية كجزء الإثارة وجزء انبعاث الإشارة. الجهاز الأساسي لجزء الإثارة هو السيراميك الكهرضغطي، والعملية المحددة هي كما يلي: أولاً، يتم لصق السيراميك الكهرضغطي أو دفنه على السطح أو داخل قطعة الاختبار المركبة. وبهذه الطريقة، يمكن توصيل مكونات الاستشعار والإثارة في نفس الوقت؛ ثم يتم إنشاء إشارة موجة مربعة لإشارة الجهد النموذجية بواسطة مولد الإشارة، ومن السهل إنشاء إشارة جهد الموجة المربعة ولها دقة تحليل عالية. وفقًا للتأثير الكهرضغطي العكسي، سيتم تشويه السيراميك الكهرضغطي المعرض لإثارة الجهد لدفع قطعة الاختبار المركبة لتوليد إشارة اهتزاز دورية. تتغير أيضًا طاقة البنية الداخلية. إن الاهتزاز الدوري للهيكل سيؤدي بدوره إلى تشوه السيراميك الكهرضغطي؛ وفقًا للتأثير الكهرضغطي الإيجابي، سيقوم المستشعر الكهرضغطي بتوليد إشارة جهد متغيرة بشكل دوري، وجمع الإشارة، وتضخيمها بمكبر للصوت، ثم تصفية بعض التداخل. يتم إرسال الإشارة إلى مقياس ضغط المقاومة، ومن ثم يتم استخدام أداة الاكتساب الرقمي لرقمنة الإشارة المجمعة، ويتم توصيلها أخيرًا بالكمبيوتر لتحليل الإشارة ومعالجتها. وهذا يسمح بتحليل المعلمات الهيكلية الداخلية للمركب. آلة اختبار الشد الإلكترونية تستخدم بشكل رئيسي لاختبار الشد للمواد. النموذج المختار هو آلة اختبار الشد الإلكترونية WDW300. المزايا هي كما يلي:

1) من الممكن تحميل وقياس قطعة الاختبار بدقة عالية؛

2) محرك DC ونظام تنظيم السرعة بدون خطوات الثايرستور يمكن أن يحقق تعديل بدون خطوات.

تقوم أداة استشعار الحمل باختيار مستشعر حمل السحب من نوع BLR42. طريقة الاتصال تكون على شكل جسر ويتستون. يتم إرفاق مقياس ضغط المقاومة والمكونات المرنة الحساسة بقطعة الاختبار. يمكن أن تكون طريقة اللصق عبارة عن وضع الجسر الكامل، والذي يمكن أن يحسن الحساسية؛ هذه الأداة أرخص ويمكن أن تولد أشكال موجية عشوائية وإشارات واسعة النطاق. يستخدم راسم الذبذبات راسم الذبذبات ثنائي المسار وشاشة العرض ثنائية المسار لمراقبة إشارة الإثارة وإشارة الاستجابة في وقت واحد. من خلال مقارنة سجل الإشارة بواسطة المجمع مع الإشارة المعروضة على راسم الذبذبات، يمكنك تحديد ما إذا كانت الإشارة المكتسبة مشوهة ودرجة التشويه؛ يمكنك أيضًا مراقبة عرض الإشارة على راسم الذبذبات للتأكد من أن جهد الإشارة المرسلة إلى المجمع لا يتجاوز الحد الأقصى المسموح به للمجمع.

 

ال تتمتع الحلقة الخزفية الانضغاطية المصنوعة من مادة PZT8  في المستشعر الكهرضغطي بمقاومة داخلية عالية جدًا، كما أن طاقة إشارة الخرج صغيرة. بشكل عام، لا يمكن عرضه وتسجيله واستخدامه بشكل مباشر، ويحتاج إلى الخضوع لتحويل المعاوقة وتضخيم الإشارة. ولذلك فإن دائرة القياس المستخدمة مع يجب أن تكون حلقة السيراميك الكهرضغطية المصنوعة من المواد الصلبة  عبارة عن مضخم أولي ذو مقاومة عالية للإدخال، وله وظيفتان: الأولى هي تضخيم الإشارة الضعيفة للمستشعر الكهرضغطي؛ والثاني هو إخراج المستشعر بمقاومة عالية. تم تحويله إلى مخرج منخفض المقاومة. يمكن اختيار مضخم الشحن من مضخم الشحن DHF2A المنتج. مقياس سلالة المقاومة للجهاز هو نوع YD28. يحتوي مقياس الضغط على دائرة تغذية مرتدة بالداخل، والتي يمكن أن صفر تلقائيًا وتزيل الانجراف الصفري. يتميز مقياس الضغط أيضًا بمزايا الضوضاء المنخفضة واستجابة التردد الواسعة والثبات العالي. تعمل دائرة الحماية الداخلية من انقطاع التيار الكهربائي على التخلص من بعض العوامل غير الآمنة.

تحتوي أداة الحصول على بيانات WSUSB المستخدمة في هذه الورقة على 16 قناة. الجهاز عبارة عن جهاز متقدم نسبيًا مزود بتقنية المسح التلقائي للقنوات وذاكرة تخزين مؤقت FIF0، لذلك يمكن جمع البيانات ومعالجتها تلقائيًا، كما أن سرعة المعالجة عالية جدًا أيضًا. يستخدم الحصول على الإشارة البرمجيات. يستخدم برنامج تحليل ومعالجة الإشارات برنامج V.0205، المتوافق مع نظام التشغيل. ولذلك، فإن التثبيت مناسب، ويمكن تعلمه ذاتيًا وفقًا للتعليمات. أثناء التجربة، ستتداخل دائمًا بعض العوامل غير ذات الصلة مع الاختبار، مثل الجهد العالي والمنخفض، وتداخل المجالات الكهربائية والمغناطيسية الخارجية. لذلك، من الضروري جدًا تنظيم إشارة الإدخال. بعد التجارب والاختبارات المتكررة، وجدت أن منظم الجهد الكهربائي SM7801J AC يمكنه تحقيق هذا الهدف.

جمع الإشارات يحتاج إلى الاهتمام بما يلي:

1) يجب ألا تتجاوز إشارة القياس القيمة القصوى؛

2) نسبة الإشارة إلى الضوضاء لإشارة الإدخال مرتفعة نسبيًا. إذا كان هناك المزيد من إشارات الضوضاء، فيجب معالجتها بواسطة المرشح؛

3) اختبار وتحليل سرعة التحويل للمجمع، وسرعة معالجة الكمبيوتر، وسرعة نقل الواجهة.

تنقسم خطوات التصميم التجريبي لهذا البحث إلى:

1) يتم لحام كريستال السيراميك الكهرضغطي وتثبيته على سطح عينة الحزمة المركبة القائمة على ألياف الكربون. واختبار أداء هذا المستشعر محلي الصنع؛

2) التحقق من أداء الأداة المستخدمة في الاختبار. تصحيح أخطاء الأداة وتعيين المعلمات؛

3) يتم اختبار عينة مركبة صحية ويتم تسجيل الإشارة في قناة واحدة؛

4) وضع قطعة الاختبار على آلة الشد الإلكترونية، وإضافة ضغط متزايد إلى قطعة الاختبار، واختبار الإشارة وتسجيلها في عملية التحميل (أي عملية تلف العينة)، والحصول على قناة مزدوجة؛

5) أدخل الإشارة المجمعة في الكمبيوتر، واستخدم البرنامج لتحويل البيانات، ثم قم بإجراء تحليل الطيف.