piëzo-elektrische keramiek voor niet-destructieve testtechnologie

-elektrische materialen piëzo -elektrische  hebben schijftransducers  . Piëzo  uitstekende kracht-elektrische koppelingseigenschappen en worden veel gebruikt op het gebied van niet-destructief testen De niet-destructieve testtechnologie met piëzo-elektrische trillingen heeft de volgende kenmerken: 1) het is gevoelig voor kleine interne schade aan grote constructies; 2) stabiel en betrouwbaar, breed lineair werkingsbereik, in staat zich aan te passen aan meer gecompliceerde werkomstandigheden; 3) betrouwbaardere stabiliteit. De daaropvolgende gegevensverwerking is eenvoudig. Dit artikel presenteert het algemene ontwerp van het piëzo-elektrische niet-destructieve testapparaat.

Eerst worden een signaalgenerator en een piëzo-elektrische exciter geselecteerd als het excitatiegedeelte en het signaalemissiegedeelte. Het kernapparaat van het excitatiedeel is een piëzo-elektrische keramiek en de specifieke werking is als volgt: eerst wordt de piëzo-elektrische keramiek op het oppervlak of in het composietteststuk geplakt of begraven. Op deze manier kunnen de detectie- en excitatiecomponenten tegelijkertijd worden aangesloten; vervolgens wordt een typisch spanningssignaal-blokgolfsignaal gegenereerd door de signaalgenerator, en het blokgolfspanningssignaal is eenvoudig te genereren en heeft een hoge analyseprecisie. Volgens het omgekeerde piëzo-elektrische effect zal het piëzo-elektrische keramiek dat wordt onderworpen aan spanningsexcitatie worden vervormd om het samengestelde teststuk aan te drijven en een periodiek trillingssignaal te genereren. De interne structuurenergie verandert ook. De periodieke trillingen van de structuur zullen op hun beurt de vervorming van het piëzo-elektrische keramiek veroorzaken; volgens het positieve piëzo-elektrische effect zal de piëzo-elektrische sensor een periodiek variërend spanningssignaal genereren, het signaal verzamelen, het versterken met een versterker en vervolgens enige interferentie wegfilteren. Het signaal wordt naar de weerstandsrekmeter gestuurd en vervolgens wordt het digitale acquisitie-instrument gebruikt om het verzamelde signaal te digitaliseren en uiteindelijk op de computer aangesloten om het signaal te analyseren en te verwerken. Dit maakt analyse van de interne structurele parameters van het composiet mogelijk. De elektronische trekbank wordt voornamelijk gebruikt voor het trekproeven van materialen. Het geselecteerde model is de elektronische trekbank WDW300. De voordelen zijn als volgt:

1) Het is mogelijk om het proefstuk met hoge precisie te laden en te meten;

2) DC-motor en thyristor traploos snelheidsregelsysteem kunnen traploze aanpassing realiseren.

Het instrument voor het detecteren van de belasting selecteert de trekbelastingsensor van het type BLR42. De verbindingsmethode is in de vorm van een Wheatstone-brug. Het weerstandsrekstrookje en de gevoelige elastische componenten zijn aan het proefstuk bevestigd. De plakmethode kan de volledige brugmodus zijn, wat de gevoeligheid kan verbeteren; dit instrument is goedkoper en kan willekeurige golfvormen en breedbandsignalen genereren. De oscilloscoop maakt gebruik van de tweesporige oscilloscoop en het tweesporige display om het excitatiesignaal en het responssignaal gelijktijdig te observeren. Door het signaalrecord van de collector te vergelijken met het signaal dat op de oscilloscoop wordt weergegeven, kunt u bepalen of het verkregen signaal vervormd is en in welke mate; u kunt ook de signaalweergave op de oscilloscoop bekijken om er zeker van te zijn dat de signaalspanning die naar de collector wordt gestuurd, de maximaal toegestane van de collector niet overschrijdt.

 

De PZT8-materiaal piëzokeramische ring  in de piëzo-elektrische sensor heeft een zeer hoge interne weerstand en het uitgangssignaalvermogen is klein. Over het algemeen kan het niet direct worden weergegeven, opgenomen en gebruikt en moet het impedantietransformatie en signaalversterking ondergaan. Daarom is het meetcircuit dat wordt gebruikt bij de De piëzo-elektrische keramische ring van hard materiaal  moet een voorversterker met hoge ingangsimpedantie zijn, die twee functies heeft: de eerste is het versterken van het zwakke signaal van de piëzo-elektrische sensor; de tweede is om de sensor met hoge impedantie uit te voeren. Getransformeerd naar een uitgang met lage impedantie. De ladingsversterker kan worden geselecteerd uit de geproduceerde DHF2A-ladingsversterker. De weerstandsrekstrookje van het apparaat is van het YD28-type. De spanningsmeter heeft een intern feedbackcircuit, dat automatisch nul kan stellen en nulafwijking kan elimineren. De rekstrookje heeft ook de voordelen van een laag geluidsniveau, een brede frequentierespons en een hoge stabiliteit. Een intern uitschakelbeveiligingscircuit elimineert een aantal onveilige factoren.

Het WSUSB-data-acquisitie-instrument dat in dit artikel wordt gebruikt, heeft 16 kanalen. Het instrument is een relatief geavanceerd apparaat met automatische kanaalscantechnologie en FIF0-buffergeheugen, zodat gegevens automatisch kunnen worden verzameld en verwerkt, en de verwerkingssnelheid ook vrij hoog is. De signaalverwerving maakt gebruik van software. De signaalanalyse- en verwerkingssoftware maakt gebruik van de V.0205-software, die compatibel is met het besturingssysteem. Daarom is de installatie handig en kan deze volgens de instructies zelf worden geleerd. In de loop van het experiment zullen een aantal niet-gerelateerde factoren altijd de test verstoren, zoals de hoge en lage spanning, de interferentie van externe elektrische en magnetische velden. Daarom is het zeer noodzakelijk om het ingangssignaal te regelen. Na herhaalde tests en tests ontdekte ik dat de SM7801J AC-spanningsregelaar dit doel kan bereiken.

Bij het verzamelen van signalen moet aandacht worden besteed aan:

1) Het meetsignaal mag de maximale waarde niet overschrijden;

2) De signaal-ruisverhouding van het ingangssignaal is relatief hoog. Als er meer ruissignalen zijn, moet dit door het filter worden verwerkt;

3) Test en analyseer de conversiesnelheid van de collector, de verwerkingssnelheid van de computer en de transmissiesnelheid van de interface.

De experimentele ontwerpstappen van dit artikel zijn onderverdeeld in:

1) Het piëzo-elektrische keramische kristal wordt gelast en gefixeerd op het oppervlak van het op koolstofvezel gebaseerde composietbundelmonster. En het testen van de prestaties van deze zelfgemaakte sensor;

2) Controle van de prestaties van het instrument dat in de test wordt gebruikt. Debug het instrument en stel de parameters in;

3) Een gezond samengesteld monster wordt getest en het signaal wordt via één kanaal geregistreerd;

4) Plaats het proefstuk op de elektronische trekmachine, voer toenemende druk uit op het proefstuk, signaleer de test en registreer het laadproces (dwz het schadeproces van het monster) en dubbelkanaals acquisitie;

5) Voer het verzamelde signaal in de computer in, gebruik software voor dataconversie en voer vervolgens spectrumanalyse uit.