عملکرد مواد سرامیکی پیزوالکتریک

دیسک پیزوالکتریک مواد PZT

سنسور لرزش دیسک پیزو

کریستال دیسک سرامیکی پیزوالکتریک

دیسک پیزوالکتریک مواد PZT به دلیل مزایای کم هزینه، پاسخ سریع، ساختار ساده و قابلیت اطمینان خوب، به طور گسترده در تشخیص آسیب ساختاری و تشخیص سلامت استفاده می شود. در دهه 1990، روش نظارت بر خط ساختار داخلی ماژول هوشمند پیزو تعبیه شده در بتن تعبیه شده است. لوله سرامیکی پیزو پیشنهاد شد که کمبود آزمایش غیر مخرب سنتی را جبران کرد. سرامیک پیزوالکتریک در بتن دفن شده است که توسط پالس های دوره ای با فرکانس های مختلف برانگیخته می شود. 

با تجزیه و تحلیل سیگنال های فراصوت دریافتی، مشخص شد که انرژی سیگنال دریافتی تحت تحریک یک پالس دوره ای 79 کیلوهرتز به حداکثر می رسد. با این حال، اولتراسونیک سنسور ارتعاش دیسک پیزو در طول فرآیند انتشار، انتشار موج صوتی و کاهش انرژی را ایجاد می کند، که منجر به محدود بودن انرژی اولتراسونیک دریافتی در انتهای دریافت می شود، که برای تجزیه و تحلیل و پردازش مناسب نیست. هنگام مطالعه ویژگی های انرژی صوتی سازه پشتی PZT در حالت ارتعاش ضخامت، مشخص شد زمانی که فرکانس تحریک در محدوده 60 کیلوهرتز تا 100 کیلوهرتز باشد، انرژی سیگنال اولتراسونیک سیلندر سرامیکی پیزو دریافت شده توسط انتهای گیرنده بزرگتر است، که برای آزمایش های غیر مخرب مناسب است. علاوه بر این، برای اندازه های مختلف سرامیک های پیزوالکتریک، فرکانس های تشدید متعددی وجود دارد، و حداکثر دامنه ای که می توان به دست آورد نیز متفاوت است، و انرژی سیگنال اولتراسونیک ارتعاش ارتعاشی پیزوالکتریک به تابش ارتعاشی پیزوالکتریک آن مرتبط است. 

بنابراین، برای اندازه های مختلف از کریستال دیسک سرامیکی پیزوالکتریک ، مطالعه ارتعاش آن اهمیت عملی مهمی برای بهبود میزان استفاده از امواج اولتراسونیک دارد. در این مقاله، تحلیل المان محدود ارتعاش سرامیک های پیزوالکتریک انجام شده است. فرکانس‌های تشدید مربوط به سرامیک‌های پیزوالکتریک دارای اندازه‌های مختلف و تغییر حداکثر دامنه با ضخامت سنسورهای سرامیکی پیزوالکتریک مورد مطالعه قرار می گیرند. فشار صدا و ضخامت امواج اولتراسونیک تجزیه و تحلیل می شود. مکاتبات بین آنها دارای جهت گیری اولتراسوند در فرآیند انتشار است.