piezoelektrisk keramikk for ikke-destruktiv testteknologi

Piezoelektriske materialer piezoelektrisk d  isc t  ransducer har  utmerkede kraft-elektriske koblingsegenskaper og er mye brukt innen ikke-destruktiv testing. Den ikke-destruktive testteknologien for piezoelektrisk vibrasjon har følgende egenskaper: 1) den er følsom for små indre skader i store strukturer; 2) stabil og pålitelig, bredt lineært driftsområde, i stand til å tilpasse seg mer kompliserte arbeidsforhold; 3) mer pålitelig stabilitet. Den påfølgende databehandlingen er enkel. Denne artikkelen presenterer den generelle utformingen av den piezoelektriske ikke-destruktive testenheten.

Først velges en signalgenerator og en piezoelektrisk magnetiseringsdel som eksitasjonsdelen og signalemisjonsdelen. Kjerneanordningen til eksitasjonsdelen er en piezoelektrisk keramikk, og den spesifikke operasjonen er som følger: Først limes eller begraves den piezoelektriske keramikken på overflaten eller innsiden av komposittprøvestykket. På denne måten kan sensor- og eksitasjonskomponentene kobles sammen samtidig; da genereres et typisk spenningssignal-kvadratbølgesignal av signalgeneratoren, og firkantbølgespenningssignalet er lett å generere og har høy analysepresisjon. I henhold til den omvendte piezoelektriske effekten vil den piezoelektriske keramikken som utsettes for spenningseksitasjon bli deformert for å drive komposittprøvestykket til å generere et periodisk vibrasjonssignal. Den indre strukturen energi endres også. Den periodiske vibrasjonen av strukturen vil i sin tur drive deformasjonen av den piezoelektriske keramikken; i henhold til den positive piezoelektriske effekten, vil den piezoelektriske sensoren generere et periodisk varierende spenningssignal, samle signalet, forsterke det med en forsterker, og deretter filtrere ut noen forstyrrelser. Signalet sendes til motstandstøyningsmåleren, og deretter brukes det digitale innsamlingsinstrumentet til å digitalisere det innsamlede signalet, og til slutt kobles det til datamaskinen for å analysere og behandle signalet. Dette tillater analyse av komposittens interne strukturelle parametere. Den elektroniske strekktestmaskinen brukes hovedsakelig til strekktesting av materialer. Den valgte modellen er den elektroniske strekktestmaskinen WDW300. Fordelene er som følger:

1) Det er mulig å laste og måle prøvestykket med høy presisjon;

2) DC-motor og tyristor trinnløst hastighetsreguleringssystem kan realisere trinnløs justering.

Instrumentet for å registrere belastningen velger BLR42 type pull load sensor. Koblingsmetoden er i form av Wheatstone bridge. Motstandstøyningsmåleren og sensitive elastiske komponenter er festet til prøvestykket. Festemetoden kan være full bromodus, noe som kan forbedre følsomheten; Dette instrumentet er billigere og kan generere vilkårlige bølgeformer og bredbåndssignaler. Oscilloskopet bruker tospors oscilloskop og tospors display for å observere eksitasjonssignalet og responssignalet samtidig. Ved å sammenligne signalregistreringen av samleren med signalet som vises på oscilloskopet, kan du bestemme om det innhentede signalet er forvrengt og graden av forvrengning; du kan også observere signalvisningen på oscilloskopet for å sikre at signalspenningen som sendes til kollektoren ikke overstiger det maksimalt tillatte til kollektoren.

 

De PZT8-materiale piezokeramisk ring  i den piezoelektriske sensoren har en veldig høy intern motstand, og utgangssignaleffekten er liten. Vanligvis kan den ikke vises, tas opp og brukes direkte, og må gjennomgå impedanstransformasjon og signalforsterkning. Derfor er målekretsen som brukes med hardt materiale piezoelektrisk keramikkring  må være en forforsterker med høy inngangsimpedans, som har to funksjoner: den første er å forsterke det svake signalet til den piezoelektriske sensoren; den andre er å sende ut sensoren med høy impedans. Transformert til en lavimpedansutgang. Ladningsforsterkeren kan velges fra den produserte DHF2A ladningsforsterkeren. Motstandstøyningsmåleren til enheten er av typen YD28. Strain gauge har en tilbakemeldingskrets inni, som automatisk kan nullstille og eliminere nulldrift. Strain gauge har også fordelene med lav støy, bred frekvensrespons og høy stabilitet. En intern beskyttelseskrets for strømavbrudd eliminerer noen usikre faktorer.

WSUSB-datainnsamlingsinstrumentet som brukes i denne artikkelen har 16 kanaler. Instrumentet er en relativt avansert enhet med automatisk kanalskanningsteknologi og FIF0 bufferminne, slik at data kan samles inn og behandles automatisk, og prosesseringshastigheten er også ganske høy. Signalinnsamlingen bruker programvare. Programvaren for signalanalyse og prosessering bruker programvaren V.0205, som er kompatibel med operativsystemet. Derfor er installasjonen praktisk, og den kan læres selv i henhold til instruksjonene. I løpet av eksperimentet vil noen urelaterte faktorer alltid forstyrre testen, slik som høy- og lavspenning, interferens fra eksterne elektriske og magnetiske felt. Derfor er det svært nødvendig å regulere inngangssignalet. Etter gjentatte forsøk og tester fant jeg ut at SM7801J AC spenningsregulator kan oppnå dette målet.

Signalinnsamling må ta hensyn til:

1) Målesignalet bør ikke overskride maksimumsverdien;

2) Signal-til-støy-forholdet til inngangssignalet er relativt høyt. Hvis det er flere støysignaler, må det behandles av filteret;

3) Test og analyser konverteringshastigheten til samleren, prosesseringshastigheten til datamaskinen og overføringshastigheten til grensesnittet.

De eksperimentelle designtrinnene i denne artikkelen er delt inn i:

1) Den piezoelektriske keramiske krystallen er sveiset og festet på overflaten av den karbonfiberbaserte komposittstråleprøven. Og tester ytelsen til denne hjemmelagde sensoren;

2) Kontrollere ytelsen til instrumentet som ble brukt i testen. Feilsøk instrumentet og still inn parameterne;

3) En sunn sammensatt prøve testes og signalet registreres i en enkelt kanal;

4) Sett teststykket på den elektroniske strekkmaskinen, legg til økende trykk til teststykket, signaltest og registrer i lasteprosessen (dvs. skadeprosessen til prøven), og dobbeltkanalsoppsamling;

5) Legg inn det innsamlede signalet i datamaskinen, bruk programvare for datakonvertering, og utfør deretter spektrumanalyse.