Berita

Anda di sini: Rumah / Berita / Dasar-dasar Keramik Piezoelektrik / Teknologi pengujian non-destruktif dan penerapannya (2)

Teknologi pengujian non-destruktif dan penerapannya (2)

Dilihat: 3 Penulis: Editor Situs Waktu Publikasi: 20-09-2019 Asal: Lokasi

Menanyakan

Batang sensor bertindak sebagai resonator mekanis dan dimasukkan ke dalam rangkaian umpan balik penguat eksitasi. Di bawah aksi koil eksitasi, batang sensor menghasilkan getaran ultrasonik longitudinal. Sinyal dideteksi oleh wafer piezoelektrik dan diumpankan kembali secara positif ke ujung masukan penguat eksitasi. Ini merupakan osilator tereksitasi sendiri yang frekuensi osilasinya adalah frekuensi resonansi batang sensor, yang mencerminkan kekerasan benda uji. Sinyal dikeluarkan dari penguat driver dan dimasukkan ke dalam rangkaian pulsa untuk membentuk frekuensi pengulangan, yaitu pulsa gelombang persegi 1/2 dari frekuensi osilasi di atas, yang diperkuat oleh penguat daya pulsa untuk mengaktifkan diskriminator. Dalam diskriminator, perubahan frekuensi yang mencerminkan kekerasan yang berbeda diubah menjadi perubahan arus searah, dan kemudian ditunjukkan oleh meteran mikro-ampere arus searah yang diukur secara langsung oleh satuan kekerasan. Setelah skala kekerasan sebelumnya dikalibrasi dengan blok uji standar, diperoleh nilai kekerasan cincin piezoelektrik transduser piezoelektrik dapat dibaca langsung dari indikator.

Sebagai penguji kekerasan ultrasonik, perangkat pengisi daya juga digunakan untuk mengisi daya baterai secara langsung dengan arus bolak-balik 220V, dan pengatur tegangan digunakan untuk menghilangkan pengaruh penurunan tegangan baterai terhadap kestabilan indikasi selama proses kerja. Sesuai dengan perkembangan teknologi elektronik saat ini, penguji kekerasan ultrasonik harus berbentuk digital, sehingga semakin meningkatkan akurasi, stabilitas, dan keandalan pengukuran. Teknologi pengujian ultrasonik diterapkan dalam berbagai cara, dan terus mengeksplorasi dan mengembangkan metode aplikasi baru dan mengeksplorasi area aplikasi baru, seperti metode analisis spektrum ultrasonik yang sekarang dikembangkan, yang didasarkan pada karakteristik spektral pantulan ultrasonik. memeriksa struktur mikro bahan evaluasi, menilai bentuk, jenis dan sifat cacat, serta menilai kualitas sambungan yang direkatkan. Selain itu, terdapat teknologi pemindaian tomografi ultrasonik, khususnya, perlu diperhatikan bahwa dengan pesatnya perkembangan teknologi komputer, pemrosesan digital, analisis, dan tampilan sinyal deteksi ultrasonik memberikan lebih banyak ruang untuk penerapan dan perluasan teknologi deteksi ultrasonik, dan memiliki potensi besar untuk dikembangkan.

(3) Gelombang permukaan - Gelombang permukaan yang diterapkan dalam pengujian ultrasonik industri terutama mengacu pada gelombang rayleigh (gelombang Ray), yang ditransmisikan sepanjang permukaan medium, sedangkan partikel media pemancar suara bergetar sepanjang jalur elips. Seperti ditunjukkan di sebelah kiri, kedalaman penetrasi efektif gelombang rayleigh pada medium hanya satu rentang panjang gelombang. Oleh karena itu, ini hanya dapat digunakan untuk memeriksa cacat pada permukaan medium. Ia tidak dapat menembus bagian dalam medium seperti gelombang longitudinal dan gelombang transversal, sehingga dapat diamati. Cacat di dalam media. Selain itu, gelombang transversal terpolarisasi horizontal (gelombang SH disebut juga Gelombang Cinta) juga merupakan gelombang permukaan yang merambat sepanjang lapisan permukaan, yang sebenarnya merupakan mode getaran gelombang seismik, namun belum diterapkan secara praktis dalam pengujian ultrasonik industri.

(4) Gelombang Lamb - Ini adalah gelombang terpandu yang dihasilkan oleh superposisi gelombang longitudinal dan transversal dan tertutup dalam ruang terbatas tertentu pada frekuensi tertentu. Dalam pengujian ultrasonik industri, gelombang Lamb terutama digunakan untuk mendeteksi pelat logam tipis yang memiliki ketebalan setara dengan panjang gelombang, dan oleh karena itu disebut juga gelombang pelat (gelombang P). Ketika gelombang Lamb ditransmisikan dalam pelat tipis, lapisan permukaan bawah pelat tipis bergetar sepanjang jalur elips, dan partikel di lapisan tengah pelat tipis akan bergetar dalam bentuk komponen gelombang longitudinal atau komponen gelombang transversal, sehingga membentuk getaran pelat penuh, yang merupakan fitur menonjol dari deteksi gelombang Lamb. Menurut getaran lapisan tengah pelat tipis, merupakan komponen gelombang longitudinal atau komponen gelombang transversal, dan dapat dibagi menjadi dua mode: mode S (tipe simetris) dan mode A (tipe asimetris). Gelombang domba juga dapat tereksitasi pada batang tipis dan tabung berdinding tipis, yang disebut gelombang bengkok, gelombang melebar, dan sejenisnya.

Selain empat bentuk gelombang aplikasi utama yang dijelaskan di atas, gelombang kepala dan gelombang longitudinal (juga dikenal sebagai gelombang longitudinal merayap) telah dikembangkan, terutama pada gelombang longitudinal. Transfer bawah permukaan, cocok untuk mendeteksi cacat di dekat permukaan jika mendeteksi permukaan kasar atau lapisan permukaan baja tahan karat pada permukaan. Kecepatan propagasi dari cincin keramik piezoelektrik dalam medium (terkait dengan medium, jenis gelombang, dll.), frekuensi getaran f (jumlah getaran lengkap per satuan waktu, satu Hertz-Hz per detik) dan panjang gelombang gelombang ultrasonik (penyelesaian ultrasonik). Jarak yang ditransmisikan oleh satu getaran penuh memiliki hubungan sebagai berikut: C = λ · f harus memperhatikan kecepatan propagasi yang berbeda di media yang berbeda dan mode ultrasonik yang berbeda. Gelombang ultrasonik mempunyai panjang gelombang yang pendek, merambat sepanjang garis lurus (dalam banyak kasus, hubungan geometrik dan akustik dapat diterapkan untuk analisis), directivity yang baik, yang dapat merambat dalam benda padat, dan dapat ditransformasikan menjadi gelombang. Ciri-ciri perambatannya meliputi pemantulan dan pembiasan, difraksi. Dengan berbagai perubahan seperti hamburan, atenuasi, resonansi, kecepatan suara, dll., ini banyak digunakan, termasuk logam, non-logam, tempa, coran, bagian yang dilas, profil, struktur terikat dan komposit, pengencang dan sebagainya. Keuntungan pengujian ultrasonik adalah daya tembus yang kuat, peralatan ringan, biaya deteksi rendah, efisiensi deteksi tinggi, deteksi hasil pengujian instan (deteksi waktu nyata), deteksi otomatis dan perekaman permanen, serta bahaya yang lebih besar dalam deteksi cacat. Cacat seperti retakan sangat sensitif dan sebagainya. Kerugian dari pengujian ultrasonik adalah bahwa media kopling biasanya diperlukan untuk memungkinkan energi suara menembus ke dalam objek yang akan diperiksa, dan diperlukan standar evaluasi referensi, khususnya, hasil deteksi yang ditampilkan tidak intuitif, sehingga tingkat teknis operator harus tinggi, bentuknya kecil, tipis atau rumit, serta pemeriksaan benda kerja bahan berbutir kasar, dll, masih mengalami beberapa kesulitan. Penerapan karakteristik propagasi ultrasonik sebagai petunjuk dijelaskan di bawah ini.

Ketika gelombang ultrasonik yang merambat dalam media elastis bertemu dengan antarmuka hetero, karakteristik refleksi dan refraksi ultrasonik mengalami refleksi dan refraksi, dan terjadi konversi tipe gelombang. Dalam deteksi ultrasonik, karakteristik refraksi gelombang ultrasonik pada antarmuka terutama digunakan untuk tujuan konversi bentuk gelombang. Misalnya saja gelombang longitudinal Cakram piezoelektrik bahan Pzt4 yang dihasilkan oleh kristal piezoelektrik umum diubah menjadi gelombang transversal, gelombang Rayleigh, gelombang Lamb, untuk beradaptasi dengan benda kerja yang berbeda. Dalam kasus deteksi, kondisi konversi terkait dengan rasio kecepatan suara (indeks bias) dan sudut datang dan bias (fungsi sinusoidal) dari pelepasan di kedua sisi antarmuka: sinα/C1=sinβ/C2 (lihat gambar di sebelah kanan: α adalah sudut datang, C1 adalah cepat rambat gelombang ultrasonik datang pada medium pertama; β adalah sudut pantulan atau bias, dan C2 adalah cepat rambat gelombang ultrasonik pada medium pertama atau gelombang ultrasonik pada medium kedua. Pola gelombang yang sama mempunyai kecepatan gelombang yang sama pada medium yang sama, sehingga sudut pantul β pada invers L sama dengan sudut datang α dari L, dan cepat rambat gelombang transversal pada medium yang sama lebih kecil dari cepat rambat gelombang longitudinal, sehingga sudut pantul β untuk pantulan gelombang transversal S lebih kecil dari sudut datang. α dari L; dari sudut pandang pembiasan, Demikian pula, karena kecepatan gelombang transversal dalam media yang sama lebih kecil dari kecepatan gelombang longitudinal, sudut bias lipatan S gelombang transversal lebih kecil dari sudut bias lipatan L longitudinal. Rumus matematika yang disebutkan di atas juga disebut Sneek. Penggunaan karakteristik refleksi ultrasonik dalam pengujian ultrasonik terutama digunakan untuk mendeteksi cacat pada material tampilan), dan konversi bentuk gelombang refleksi dan refraksi ultrasonik.