piezoelektrična keramika za tehnologiju ispitivanja bez razaranja

Piezoelektrični materijali p disk  pretvornik imaju izvrsna svojstva spajanja sile i električne energije i  ijezoelektrični naširoko  se koriste u području ispitivanja bez razaranja. Tehnologija nerazornog ispitivanja piezoelektričnim vibracijama ima sljedeće karakteristike: 1) osjetljiva je na mala unutarnja oštećenja velikih struktura; 2) stabilan i pouzdan, širokog linearnog raspona rada, sposoban se prilagoditi složenijim radnim uvjetima; 3) pouzdanija stabilnost. Naknadna obrada podataka je jednostavna. U ovom radu prikazan je cjelokupni dizajn piezoelektričnog uređaja za ispitivanje bez razaranja.

Prvo se odabiru generator signala i piezoelektrični pobudnik kao dio pobude i dio emisije signala. Središnji uređaj pobudnog dijela je piezoelektrična keramika, a specifična operacija je sljedeća: prvo se piezoelektrična keramika zalijepi ili zakopa na površinu ili unutar kompozitnog ispitnog komada. Na taj način se senzorska i pobudna komponenta mogu povezati u isto vrijeme; zatim generator signala generira tipični naponski signal-pravougaoni signal, a naponski signal pravokutnog vala je lako generirati i ima visoku preciznost analize. U skladu s obrnutim piezoelektričnim učinkom, piezoelektrična keramika podvrgnuta pobuđivanju naponom će se deformirati kako bi pokrenula kompozitni ispitni komad da generira periodični vibracijski signal. Energija unutarnje strukture također se mijenja. Periodična vibracija strukture zauzvrat će izazvati deformaciju piezoelektrične keramike; u skladu s pozitivnim piezoelektričnim učinkom, piezoelektrični senzor će generirati povremeno promjenjivi naponski signal, prikupiti signal, pojačati ga s pojačalom, a zatim filtrirati neke smetnje. Signal se šalje na mjerač otpora, a zatim se instrument za digitalnu akviziciju koristi za digitalizaciju prikupljenog signala, te se na kraju povezuje s računalom za analizu i obradu signala. To omogućuje analizu unutarnjih strukturnih parametara kompozita. Elektronički stroj za ispitivanje rastezanja uglavnom se koristi za ispitivanje rastezanja materijala. Odabrani model je WDW300 elektronički stroj za ispitivanje rastezanja. Prednosti su sljedeće:

1) Moguće je učitati i mjeriti ispitni komad s visokom preciznošću;

2) Sustav bezstupanjske regulacije brzine istosmjernog motora i tiristora može ostvariti bezstupanjsko podešavanje.

Instrument za očitavanje opterećenja odabire senzor vučnog opterećenja tipa BLR42. Način spajanja je u obliku Wheatstoneovog mosta. Mjerač otpora i osjetljive elastične komponente pričvršćeni su na ispitni komad. Metoda lijepljenja može biti u punom mostu, što može poboljšati osjetljivost; ovaj instrument je jeftiniji i može generirati proizvoljne valne oblike i širokopojasne signale. Osciloskop koristi osciloskop s dvije staze i zaslon s dvije staze za istovremeno promatranje signala pobude i signala odgovora. Uspoređujući zapis signala od strane kolektora sa signalom prikazanim na osciloskopu, možete odrediti je li dobiveni signal izobličen i stupanj izobličenja; također možete promatrati prikaz signala na osciloskopu kako biste bili sigurni da napon signala poslan na kolektor ne premašuje maksimalni dopušteni napon kolektora.

 

The Piezokeramički prsten PZT8 materijala  u piezoelektričnom senzoru ima vrlo visok unutarnji otpor, a snaga izlaznog signala je mala. Općenito, ne može se izravno prikazati, snimiti i koristiti te treba proći transformaciju impedancije i pojačanje signala. Stoga, mjerni krug koji se koristi s tvrdi materijal piezoelektrični keramički prsten  mora biti pretpojačalo visoke ulazne impedancije, koje ima dvije funkcije: prva je pojačati slab signal piezoelektričnog senzora; drugi je izlaz senzora s visokom impedancijom. Pretvoren u izlaz niske impedancije. Pojačalo naboja može se odabrati između proizvedenog pojačala naboja DHF2A. Mjerač otpora naprezanja uređaja je tipa YD28. Mjerač naprezanja ima unutar krug povratne sprege, koji može automatski postaviti na nulu i eliminirati pomak nule. Mjerač naprezanja također ima prednosti niske razine buke, širokog frekvencijskog odziva i visoke stabilnosti. Unutarnji zaštitni krug isključenja eliminira neke nesigurne čimbenike.

WSUSB instrument za prikupljanje podataka korišten u ovom radu ima 16 kanala. Instrument je relativno napredan uređaj s tehnologijom automatskog skeniranja kanala i FIF0 buffer memorijom, tako da se podaci mogu automatski prikupljati i obrađivati, a brzina obrade je također prilično visoka. Za prikupljanje signala koristi se softver. Softver za analizu i obradu signala koristi softver V.0205 koji je kompatibilan s operativnim sustavom. Stoga je instalacija prikladna i može se samostalno naučiti prema uputama. Tijekom eksperimenta, neki nepovezani čimbenici će uvijek ometati test, kao što su visoki i niski napon, interferencija vanjskih električnih i magnetskih polja. Stoga je jako potrebno regulirati ulazni signal. Nakon ponovljenih pokušaja i testiranja, otkrio sam da regulator izmjeničnog napona SM7801J može postići ovaj cilj.

Pri prikupljanju signala potrebno je obratiti pozornost na:

1) Mjerni signal ne smije premašiti maksimalnu vrijednost;

2) Omjer signal-šum ulaznog signala je relativno visok. Ako postoji više signala šuma, mora ih obraditi filtar;

3) Testirajte i analizirajte brzinu pretvorbe kolektora, brzinu obrade računala i brzinu prijenosa sučelja.

Koraci eksperimentalnog dizajna ovog rada podijeljeni su na:

1) Piezoelektrični keramički kristal je zavaren i fiksiran na površini uzorka kompozitne grede na bazi karbonskih vlakana. I testiranje performansi ovog senzora domaće izrade;

2) Provjera performansi instrumenta korištenog u testu. Ispravite pogreške instrumenta i postavite parametre;

3) Testira se zdravi kompozitni uzorak i signal se snima u jednom kanalu;

4) Stavite ispitni komad na elektronički vlačni stroj, dodajte sve veći pritisak na ispitni komad, signalizirajte ispitivanje i zabilježite proces opterećenja (tj. proces oštećenja uzorka) i dvokanalno prikupljanje;

5) Unesite prikupljeni signal u računalo, upotrijebite softver za konverziju podataka, a zatim izvršite analizu spektra.