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圧電材料の圧電ディスク トランスデューサは 、優れ た力と電気の結合特性を備えており、非破壊検査の分野で広く使用されています。圧電振動非破壊検査技術には次のような特徴があります。 1) 大きな構造物の小さな内部損傷に敏感です。 2）安定性と信頼性が高く、動作範囲が広く、より複雑な作業条件に適応できます。 3) より確実な安定性。その後のデータ処理が簡単です。本稿では圧電非破壊検査装置の全体設計について紹介します。
まず、励振部と信号放射部として信号発生器と圧電励振器を選択する。励振部のコア素子は圧電セラミックスであり、具体的な作業は以下の通りです。 まず、複合試験片の表面または内部に圧電セラミックスを貼り付けるか埋め込みます。このようにして、感知コンポーネントと励起コンポーネントを同時に接続できます。次に、信号発生器によって典型的な電圧信号 - 方形波信号が生成されます。方形波電圧信号は生成が容易で、高い分析精度を備えています。逆圧電効果により、電圧励起を受ける圧電セラミックが変形して複合試験片を駆動し、周期的な振動信号を生成します。内部構造のエネルギーも変化します。構造の周期的な振動が圧電セラミックの変形を引き起こします。正の圧電効果に従って、圧電センサーは周期的に変化する電圧信号を生成し、信号を収集し、アンプで増幅して、一部の干渉を除去します。信号は抵抗ひずみゲージに送信され、デジタル収集機器を使用して収集された信号がデジタル化され、最後にコンピュータに接続されて信号が分析および処理されます。これにより、複合材料の内部構造パラメーターの分析が可能になります。電子引張試験機は主に材料の引張試験に使用されます。選定したモデルは電子引張試験機WDW300です。利点は次のとおりです。
１）高精度に試験片を載置して測定することができる。
2) DCモーターとサイリスタの無段階速度調整システムにより、無段階調整が可能です。
荷重を検出する機器はBLR42型引張荷重センサーを選択します。接続方式はホイートストンブリッジ方式です。抵抗ひずみゲージと敏感な弾性コンポーネントが試験片に取り付けられます。貼り付け方法はフルブリッジモードにすることができ、感度を向上させることができます。この機器は安価で、任意波形と広帯域信号を生成できます。オシロスコープは、デュアルトラックオシロスコープとデュアルトラックディスプレイを使用して、励起信号と応答信号を同時に観察します。コレクタによって記録された信号とオシロスコープに表示された信号を比較することで、取得した信号が歪んでいるかどうか、および歪の程度を判断できます。また、オシロスコープで信号表示を観察して、コレクタに送信される信号電圧がコレクタの最大許容値を超えていないことを確認することもできます。
の 圧電センサー内のPZT8 材質の圧電セラミック リングは 内部抵抗が非常に高く、出力信号電力は小さいです。一般に、直接表示、記録、使用することはできず、インピーダンス変換や信号増幅を行う必要があります。したがって、使用される測定回路は、 硬質材料の圧電セラミック リングは 、高入力インピーダンスのプリアンプでなければなりません。プリアンプには 2 つの機能があります。1 つ目は圧電センサーの弱い信号を増幅することです。 2 つ目は、センサーを高インピーダンスで出力することです。ローインピーダンス出力に変換されます。チャージアンプはDHF2A製チャージアンプから選択可能です。デバイスの抵抗ひずみゲージはYD28タイプです。ひずみゲージは内部にフィードバック回路を備えており、自動的にゼロ点を調整し、ゼロドリフトを排除できます。ひずみゲージには、低ノイズ、広い周波数応答、高い安定性という利点もあります。内部パワーオフ保護回路により、いくつかの危険要素が排除されます。
この論文で使用されている WSUSB データ収集装置には 16 チャネルがあります。この機器は自動チャンネルスキャン技術とFIF0バッファメモリを備えた比較的高度なデバイスであるため、データを自動的に収集して処理することができ、処理速度も非常に高速です。信号の取得にはソフトウェアを使用します。信号解析および処理ソフトウェアには、オペレーティング システムと互換性のある V.0205 ソフトウェアが使用されます。したがって、インストールは便利で、指示に従って独学で学習できます。実験の過程では、高電圧や低電圧、外部の電界や磁界の干渉など、無関係な要因が常にテストに干渉します。したがって、入力信号を調整することが非常に必要です。試行とテストを繰り返した結果、SM7801J AC 電圧レギュレータがこの目標を達成できることがわかりました。
信号収集では次の点に注意する必要があります。
1) 測定信号は最大値を超えてはなりません。
2) 入力信号の S/N 比が比較的高い。さらにノイズ信号がある場合は、フィルターで処理する必要があります。
3) コレクタの変換速度、コンピュータの処理速度、インターフェイスの伝送速度をテストおよび分析します。
この論文の実験計画のステップは次のように分かれています。
1) 圧電セラミック結晶を炭素繊維ベースの複合梁サンプルの表面に溶接して固定します。そして、この自家製センサーの性能をテストしています。
2) 試験に使用した機器の性能を確認する。機器をデバッグし、パラメータを設定します。
3) 健全な複合サンプルがテストされ、信号が単一チャンネルで記録されます。
４）試験片を電子引張試験機に置き、試験片に徐々に圧力を加え、負荷プロセス（すなわち、サンプルの損傷プロセス）における信号テストおよび記録、およびダブルチャネル取得。
5) 収集した信号をコンピュータに入力し、ソフトウェアを使用してデータ変換し、スペクトル解析を実行します。
