Nyheder

Du er her: Hjem / Nyheder / Grundlæggende om piezoelektrisk keramik / Ikke-destruktiv testteknologi og dens anvendelse (1)

Ikke-destruktiv testteknologi og dens anvendelse (1)

Visninger: 0 Forfatter: Webstedsredaktør Publiceringstidspunkt: 2019-09-20 Oprindelse: websted

Spørge

Lydbølge er en slags langsgående bølge, der kan mærkes af det menneskelige øre. Dens frekvensområde er 16Hz~2KHz. Når frekvensen af lydbølger er lavere end 16 Hz, kaldes det infralydbølge, og når den er højere end 2 kHz, kaldes det ultralydsbølge. Generelt har lydbølger en frekvens i området fra 2 kHz til 25 MHz kaldet ultralydsbølger. Det er en mekanisk vibrationsbølge exciteret af en mekanisk vibrationskilde i et elastisk medium. Dens essens er at overføre vibrationsenergi i form af stressbølger. Den nødvendige betingelse er at have en vibrationskilde og et elastisk medium, der er i stand til at overføre mekaniske vibrationer (faktisk inklusive næsten alle gasser, væsker og faste stoffer) trænger ind i objektets indre og kan bevæge sig gennem objektet. Brug af forskellige formeringskarakteristika af piezoelektriske keramiske transducere i et objekt, såsom refleksion og brydning, diffraktion og spredning, dæmpning, resonans og lydhastighed, er det muligt at detektere størrelsen, overfladen og indre defekter, vævsændringer osv. mange objekter, og er således en applikation. Den mest omfattende og vigtige ikke-destruktive testteknologi har ultralydstestteknologi. For eksempel til medicinsk ultralydsdiagnose (såsom B-ultralyd), ekkolod i oceanografi, fiskedetektering, havbundtopografi, havsondering, geologisk strukturdetektion, defektdetektering på industrielle materialer og produkter, hårdhedsmåling, tykkelsesmåling, mikrostrukturevaluering, betonkomponentinspektion, fugtmåling af pieezkeramik, måling af dens egenskaber, ultralydsegenskaber osv.

1
) Ultralydsbølger kan effektivt udbredes i medier som gasser, væsker, faste stoffer og faste opløsninger.
2) Ultralydsbølger kan overføre meget stærk energi.
3) Ultralyd producerer refleksion, interferens, superposition og resonans. 4) Når ultralydsbølgen forplanter sig i det flydende medium, kan opnåelse af et vist niveau af lydstyrke give en stærk indvirkning på genstandens grænseflade i væsken (baseret på 'kavitationsfænomen') - hvilket fører til 'power ultrasonic application' teknologien -- For eksempel 'ultrasonisk rengøring', 'ultralydsboring', 'ultrasonisk boring', 'ultrasonisk boring', 'ultrasonisk afbrydelse', 'ultrasonic deboring', 'ultrasonisk afbrydelse' og lignende. Den kan også bruges til 'ultralydssvejsning' af materialer såsom plastik ved vibration af højeffekts ultralydsbølger.
~!phoenix_var121_6!~

Ultralydstestning (UT), som anvendes i industriel ikke-destruktiv testteknologi, er den hurtigst voksende og mest udbredte ikke-destruktive testteknologi inden for NDT-teknologi, og den spiller en meget vigtig rolle. Metoden, der bruges til at generere og modtage ultralydsbølger i ultralydstestteknologien, som hovedsageligt udnytter den piezoelektriske effekt af krystaller, dvs. pizoelektriske keramiske skivekrystaller (såsom kvartskrystal, bariumtitanat og piezoelektrisk keramik såsom blyzirkonattitanat). Når deformation opstår under handlingen, vil der være et elektrisk fænomen, det vil sige, at dets ladningsfordeling ændres (positiv piezoelektrisk effekt). Omvendt, når en ladning påføres den piezoelektriske krystal, vil den piezoelektriske keramiske krystal blive spændt, det vil sige elastisk deformeret. (omvendt piezoelektrisk effekt). Derfor fremstilles en ultralydstransducer (sonde) ved at bruge en piezoelektrisk krystal, og en højfrekvent elektrisk puls indlæses dertil, og sonden genererer ultralydsbølger med samme frekvens, der skal udsendes til objektet, der skal inspiceres, og når den modtager ultralydsbølgen, genererer sonden den samme frekvens. Det højfrekvente elektriske signal bruges til at detektere displayet. Ud over brugen af den piezoelektriske effekt, i nogle tilfælde, den magnetostriktive effekt (det fænomen, at det stærke magnetiske materiale deformeres under magnetisering, som kan bruges som vibrationskilde eller til belastningsmåling), og brugen af elektrodynamiske metoder (for eksempel elektromagnetisk-akustiske eller hvirvellyd-metoder beskrevet senere i dette kapitel.

Når ultralydsbølgen forplanter sig i det elastiske medium, afhængigt af forholdet mellem vibrationsmønsteret af mediets omdrejningspunkt og ultralydsbølgens udbredelsesretning, kan ultralydsbølgen opdeles i følgende typer

(1) Længdebølge (L-bølge, også kaldet kompressionsbølge, sparse bølge) - Kendetegnet ved langsgående bølge er, at vibrationsretningen af partikel af lydmediet er den samme som ultralydsbølgens udbredelsesretning (se figuren til højre)

(2) Forskydningsbølge (benævnt S-bølge, også kendt som tværbølge, benævnt T-bølge, også kendt som forskydningsbølge eller forskydningsbølge) - Tværbølgens karakteristika er vibrationsretningen af partikel af lydmediet og udbredelsesretningen af ultralydsbølgen. og forholdet mellem billedpunktets vibrationsplan og udbredelsesretningen af ultralydsbølgen er yderligere opdelt i en vertikalt polariseret tværbølge (SV-bølge, som er den mest almindeligt anvendte tværgående bølge i industriel ultralydstestning) og vandret polariseret tværbølge (SH-bølge, også kendt som Love Wave-le Libo er faktisk den seismiske vibrationstilstand).

Den ene ende af sensorstangen i den langsgående bølgesonde er fastgjort med et stift legeme med stor masse, og den anden ende er indlagt med en diamant. Når indrykket ikke er i kontakt med prøveemnet (venstre a), er indentøren i fri tilstand. Efter at den langsgående vibration er dannet, er den faste ende af sensorstangen vibrationens bølgeknude, og hovedenden bliver vibrationens antinode på grund af den største amplitude, så stangens længde er lig med 1/4 af vibrationsbølgelængden, og frekvensen er, at sensoren er på den frie tilstandsfrekvens i resonansfrekvensen. Når enden af sensoren er helt fastspændt af prøveemnet og det stive legeme med stor masse, er det ideelt, at begge ender af sensorstangen bliver til vibrationsbølgeknuder, og længden af stangen er lig med vibrationsbølgelængden er 1/2, og resonansfrekvensen på dette tidspunkt er lig med to gange startfrekvensen, når den frie tilstand er i indenterenden.

Når piezo elektrisk keramik presses på prøveemnet, det er generelt mellem ovenstående . Under den faste belastning, for prøveemnet med samme elasticitetsmodul, hvis hårdheden af prøveemnet er lavere, Jo større kontaktarealet mellem indrykket og dens overflade, desto større er graden af fastspænding af indrykningsenden af sensorstangen, så vibrationsamplituden af enden er mindre, og det tilsvarende vibrationsantinodepunkt af stangen bevæger sig mod den faste ende. Derfor, jo mindre vibrationsbølgelængden er, jo højere er resonansfrekvensen af stangen. Prøveemnets hårdhed kan bestemmes ved at måle ændringen i sensorstangens resonansfrekvens. Testemnets elasticitetsmodul vil også påvirke kontaktområdet, det vil sige ændringen af sensorstangens resonansfrekvens. Derfor er ultralydshårdhedstestmetoden en komparativ målemetode, og det er nødvendigt at eliminere påvirkningen ved at bruge et prøvestykke med samme elasticitetsmodul og prøvestykket som et kalibreringsprøvestykke. I sonden er der en sensorstang med magnetostriktiv effekt, den ene ende svejset til en stålcylinder, cylinderen er meget større end sensoren, den anden ende er sat med 136 diamant pyramide indenter, excitationsspolen er rundt på sensorstangen, et piezoelektrisk krystalstykke er fastgjort nær forbindelsen mellem sensorstangen og cylinderen.