п'езаэлектрычная кераміка для тэхналогіі неразбуральнага кантролю

П'езаэлектрычныя матэрыялы п'езаэлектрычнага пераўтваральніка  маюць ўласцівасці электрычнай сувязі і  выдатныя шырока  выкарыстоўваюцца ў галіне неразбуральнага кантролю. Тэхналогія п'езаэлектрычнага вібрацыйнага неразбуральнага кантролю мае наступныя характарыстыкі: 1) яна адчувальная да невялікіх унутраных пашкоджанняў вялікіх канструкцый; 2) стабільны і надзейны, шырокі лінейны дыяпазон працы, здольны адаптавацца да больш складаных умоў працы; 3) больш надзейная стабільнасць. Наступная апрацоўка дадзеных простая. У гэтым артыкуле прадстаўлена агульная канструкцыя прылады п'езаэлектрычнага неразбуральнага кантролю.

Спачатку генератар сігналаў і п'езаэлектрычны ўзбуджальнік выбіраюцца ў якасці часткі ўзбуджэння і часткі выпраменьвання сігналу. Асноўнай прыладай узбуджальнай часткі з'яўляецца п'езаэлектрычная кераміка, і канкрэтная аперацыя наступная: спачатку п'езаэлектрычная кераміка наляпляецца або закопваецца на паверхню або ўнутры кампазітнага выпрабавальнага ўзору. Такім чынам, кампаненты зандзіравання і ўзбуджэння могуць быць злучаны адначасова; тады генератар сігналу генеруе тыповы сігнал напружання - квадратны сігнал, а сігнал напружання з квадратнай формай лёгка генераваць і мае высокую дакладнасць аналізу. Згодна з адваротным п'езаэлектрычным эфектам, п'езаэлектрычная кераміка, якая падвяргаецца ўзбуджэнню напругай, будзе дэфармавацца, каб кампазітны тэставы ўзор генераваў перыядычны вібрацыйны сігнал. Змяняецца і энергія ўнутранай структуры. Перыядычная вібрацыя структуры, у сваю чаргу, прывядзе да дэфармацыі п'езаэлектрычнай керамікі; у адпаведнасці са станоўчым п'езаэлектрычным эфектам п'езаэлектрычны датчык будзе генераваць перыядычна зменлівы сігнал напружання, збіраць сігнал, узмацняць яго з дапамогай узмацняльніка, а затым фільтраваць некаторыя перашкоды. Сігнал пасылаецца на тензодатчик, а затым лічбавы прыбор збору выкарыстоўваецца для алічбоўкі сабранага сігналу і, нарэшце, падключаецца да кампутара для аналізу і апрацоўкі сігналу. Гэта дазваляе аналізаваць унутраныя структурныя параметры кампазіта. Электронная машына для выпрабаванняў на расцяжэнне ў асноўным выкарыстоўваецца для выпрабаванняў матэрыялаў на расцяжэнне. Выбраная мадэль - электронная машына для выпрабаванняў на расцяжэнне WDW300. Перавагі заключаюцца ў наступным:

1) Можна загрузіць і вымераць тэставы ўзор з высокай дакладнасцю;

2) Сістэма бесступенькавага рэгулявання хуткасці рухавіка пастаяннага току і тырыстара можа рэалізаваць бесступенькавую рэгуляванне.

Прыбор для вызначэння нагрузкі выбірае датчык цягавай нагрузкі тыпу BLR42. Спосаб злучэння - у выглядзе моста Уітстона. Тензодатчик супраціву і адчувальныя пругкія кампаненты прымацаваны да выпрабавальнага ўзору. Метад прыліпання можа быць у рэжыме поўнага моста, які можа палепшыць адчувальнасць; гэты прыбор таннейшы і можа генераваць сігналы адвольнай формы і шырокапалосныя сігналы. Асцылограф выкарыстоўвае двухдарожкавы асцылограф і двухканальны дысплей для адначасовага назірання сігналу ўзбуджэння і сігналу адказу. Параўноўваючы запіс сігналу калектара з сігналам, які адлюстроўваецца на асцылографе, можна вызначыць, ці скажаецца атрыманы сігнал і ступень скажэнняў; вы таксама можаце назіраць за адлюстраваннем сігналу на асцылографе, каб пераканацца, што напружанне сігналу, якое падаецца на калектар, не перавышае максімальна дапушчальнае для калектара.

 

The П'езакерамічнае кольца з матэрыялу PZT8  у п'езаэлектрычным датчыку мае вельмі высокае ўнутранае супраціўленне, а магутнасць выхаднога сігналу малая. Як правіла, ён не можа быць непасрэдна паказаны, запісаны і выкарыстаны, і павінен прайсці пераўтварэнне імпедансу і ўзмацненне сігналу. Такім чынам, схема вымярэння выкарыстоўваецца з П'езаэлектрычны керамічны пярсцёнак з цвёрдага матэрыялу  павінен быць папярэднім узмацняльнікам з высокім уваходным супрацівам, які выконвае дзве функцыі: першая - узмацняць слабы сігнал п'езаэлектрычнага датчыка; другі - вывесці датчык з высокім імпедансам. Ператвораны ў нізкаімпедансны выхад. Узмацняльнік зарада можа быць выбраны з узмацняльніка зарада DHF2A, вырабленага. Тензорезистором прылады з'яўляецца тып YD28. Унутры тензодатчика ёсць ланцуг зваротнай сувязі, які можа аўтаматычна абнуляць і ліквідаваць дрэйф нуля. Тензодатчик таксама мае такія перавагі, як нізкі ўзровень шуму, шырокая частотная характарыстыка і высокая стабільнасць. Унутраная схема абароны ад адключэння харчавання ліквідуе некаторыя небяспечныя фактары.

Інструмент збору дадзеных WSUSB, які выкарыстоўваецца ў гэтым артыкуле, мае 16 каналаў. Прыбор з'яўляецца адносна прасунутым прыладай з тэхналогіяй аўтаматычнага сканавання каналаў і буфернай памяццю FIF0, таму даныя можна аўтаматычна збіраць і апрацоўваць, і хуткасць апрацоўкі таксама даволі высокая. Для атрымання сігналу выкарыстоўваецца праграмнае забеспячэнне. Праграмнае забеспячэнне для аналізу і апрацоўкі сігналаў выкарыстоўвае праграмнае забеспячэнне V.0205, якое сумяшчальна з аперацыйнай сістэмай. Такім чынам, мантаж зручны, і яго можна самастойна навучыць па інструкцыі. У ходзе эксперыменту некаторыя не звязаныя паміж сабой фактары заўсёды будуць перашкаджаць тэсту, напрыклад, высокае і нізкае напружанне, інтэрферэнцыя знешніх электрычных і магнітных палёў. Такім чынам, вельмі неабходна рэгуляваць уваходны сігнал. Пасля неаднаразовых выпрабаванняў і выпрабаванняў я выявіў, што рэгулятар напружання пераменнага току SM7801J можа дасягнуць гэтай мэты.

Пры зборы сігналаў неабходна звярнуць увагу на:

1) Вымяральны сігнал не павінен перавышаць максімальнае значэнне;

2) Стаўленне сігнал/шум уваходнага сігналу адносна высокае. Калі ёсць больш шумавых сігналаў, яны павінны быць апрацаваны фільтрам;

3) Тэст і аналіз хуткасці пераўтварэння калектара, хуткасці апрацоўкі кампутара і хуткасці перадачы інтэрфейсу.

Этапы эксперыментальнага дызайну ў гэтым артыкуле падзелены на:

1) П'езаэлектрычны керамічны крышталь зварваюць і замацоўваюць на паверхні ўзору кампазітнага пучка на аснове вугляроднага валакна. І тэставанне прадукцыйнасці гэтага самаробнага датчыка;

2) Праверка працы прыбора, які выкарыстоўваецца ў тэсце. Адладзіць прыбор і задаць параметры;

3) Здаровы кампазітны ўзор тэстуецца, і сігнал запісваецца ў адным канале;

4) Змесціце тэставы ўзор на электронную машыну для расцяжэння, дадайце да тэсту ўзрастаючы ціск, сігналізуйце праверку і запішыце працэс нагрузкі (г.зн. працэс пашкоджання ўзору) і двухканальны збор;

5) Увядзіце сабраны сігнал у камп'ютар, выкарыстоўвайце праграмнае забеспячэнне для пераўтварэння даных, а затым правядзіце спектральны аналіз.