piezoelektrisk keramik til ikke-destruktiv testteknologi

Piezoelektriske materialer p iezoelektriske  d isc  t ransducer  har fremragende kraft-elektriske koblingsegenskaber og er meget udbredt inden for ikke-destruktiv test. Den piezoelektriske vibrations ikke-destruktive testteknologi har følgende egenskaber: 1) den er følsom over for små indre skader på store strukturer; 2) stabil og pålidelig, bred lineær funktionsområde, i stand til at tilpasse sig mere komplicerede arbejdsforhold; 3) mere pålidelig stabilitet. Den efterfølgende databehandling er enkel. Dette papir præsenterer det overordnede design af den piezoelektriske ikke-destruktive testanordning.

Først vælges en signalgenerator og en piezoelektrisk exciter som excitationsdelen og signalemissionsdelen. Kerneanordningen i excitationsdelen er en piezoelektrisk keramik, og den specifikke operation er som følger: Først klistres eller begraves den piezoelektriske keramik på overfladen eller indersiden af ​​det sammensatte teststykke. På denne måde kan føle- og excitationskomponenterne forbindes på samme tid; derefter genereres et typisk spændingssignal-firkantbølgesignal af signalgeneratoren, og firkantbølgespændingssignalet er let at generere og har høj analysepræcision. Ifølge den omvendte piezoelektriske effekt vil den piezoelektriske keramik, der udsættes for spændingsexcitation, blive deformeret for at drive det sammensatte teststykke til at generere et periodisk vibrationssignal. Den indre struktur energi ændres også. Den periodiske vibration af strukturen vil igen drive deformationen af ​​den piezoelektriske keramik; i henhold til den positive piezoelektriske effekt vil den piezoelektriske sensor generere et periodisk varierende spændingssignal, opsamle signalet, forstærke det med en forstærker og derefter filtrere noget interferens fra. Signalet sendes til modstandstøjningsmåleren, og derefter bruges det digitale opsamlingsinstrument til at digitalisere det indsamlede signal og sluttes til computeren for at analysere og behandle signalet. Dette muliggør analyse af kompositmaterialets interne strukturelle parametre. Den elektroniske trækprøvemaskine bruges hovedsageligt til trækprøvning af materialer. Den valgte model er den elektroniske trækprøvemaskine WDW300. Fordelene er som følger:

1) Det er muligt at indlæse og måle prøveemnet med høj præcision;

2) DC-motor og tyristor trinløst hastighedsreguleringssystem kan realisere trinløs justering.

Instrumentet til at registrere belastningen vælger BLR42 type pull load sensor. Tilslutningsmetoden er i form af Wheatstone-broen. Modstandsstrain gauge og følsomme elastiske komponenter er fastgjort til prøveemnet. Klæbemetoden kan være fuld brotilstand, hvilket kan forbedre følsomheden; Dette instrument er billigere og kan generere vilkårlige bølgeformer og bredbåndssignaler. Oscilloskopet bruger det dobbeltsporede oscilloskop og det dobbeltsporede display til at observere excitationssignalet og responssignalet samtidigt. Ved at sammenligne signalregistreringen af ​​solfangeren med signalet vist på oscilloskopet, kan du bestemme, om det optagne signal er forvrænget og graden af ​​forvrængning; du kan også observere signalvisningen på oscilloskopet for at sikre, at signalspændingen sendt til solfangeren ikke overstiger solfangerens maksimalt tilladte.

 

De PZT8 materiale piezokeramisk ring  i den piezoelektriske sensor har en meget høj intern modstand, og udgangssignaleffekten er lille. Generelt kan den ikke direkte vises, optages og bruges, og den skal gennemgå impedanstransformation og signalforstærkning. Derfor er det målekredsløb, der anvendes med hårdt materiale piezoelektrisk keramik ring  skal være en høj indgangsimpedans forforstærker, som har to funktioner: den første er at forstærke det svage signal fra den piezoelektriske sensor; den anden er at udsende sensoren med høj impedans. Transformeret til et lavimpedans output. Ladningsforstærkeren kan vælges fra den producerede DHF2A ladningsforstærker. Enhedens modstandsbelastningsmåler er af typen YD28. Strainmåleren har et feedbackkredsløb indeni, som automatisk kan nulstille og eliminere nuldrift. Strain gauge har også fordelene ved lav støj, bred frekvensgang og høj stabilitet. Et internt strømafbrydelsesbeskyttelseskredsløb eliminerer nogle usikre faktorer.

WSUSB-dataindsamlingsinstrumentet, der bruges i dette papir, har 16 kanaler. Instrumentet er en relativt avanceret enhed med automatisk kanalscanningsteknologi og FIF0 bufferhukommelse, så data automatisk kan indsamles og behandles, og behandlingshastigheden er også ret høj. Signalindsamlingen bruger software. Signalanalyse- og -behandlingssoftwaren bruger V.0205-softwaren, som er kompatibel med operativsystemet. Derfor er installationen praktisk, og den kan selvlæres i henhold til instruktionerne. I løbet af eksperimentet vil nogle ikke-relaterede faktorer altid forstyrre testen, såsom høj- og lavspænding, interferens fra eksterne elektriske og magnetiske felter. Derfor er det meget nødvendigt at regulere indgangssignalet. Efter gentagne forsøg og test fandt jeg ud af, at SM7801J AC-spændingsregulatoren kan nå dette mål.

Signalindsamling skal være opmærksom på:

1) Målesignalet bør ikke overstige den maksimale værdi;

2) Indgangssignalets signal-støjforhold er relativt højt. Hvis der er flere støjsignaler, skal det behandles af filteret;

3) Test og analyser konverteringshastigheden for opsamleren, computerens behandlingshastighed og grænsefladens transmissionshastighed.

De eksperimentelle designtrin i dette papir er opdelt i:

1) Den piezoelektriske keramiske krystal svejses og fikseres på overfladen af ​​den kulfiberbaserede kompositstråleprøve. Og tester ydeevnen af ​​denne hjemmelavede sensor;

2) Kontrol af ydelsen af ​​det instrument, der blev brugt i testen. Debug instrumentet og indstil parametrene;

3) En sund sammensat prøve testes, og signalet optages i en enkelt kanal;

4) Sæt prøvestykket på den elektroniske trækmaskine, tilføj stigende tryk til prøvestykket, signal test og optag i påfyldningsprocessen (dvs. prøvens beskadigelsesprocessen) og dobbeltkanaloptagelse;

5) Indtast det indsamlede signal i computeren, brug software til datakonvertering, og udfør derefter spektrumanalyse.