Ştiri

Sunteți aici: Acasă / Ştiri / Bazele ceramicii piezoelectrice / Tehnologia de testare nedistructivă și aplicarea acesteia (1)

Tehnologia de testare nedistructivă și aplicarea acesteia (1)

Vizualizări: 0 Autor: Editor site Ora publicării: 20.09.2019 Origine: Site

Întreba

Unda sonoră este un fel de undă longitudinală care poate fi simțită de urechea umană. Gama sa de frecvență este de 16Hz~2KHz. Când frecvența undelor sonore este mai mică de 16 Hz, se numește undă infrasunetă, iar când este mai mare de 2 kHz, se numește undă ultrasonică. În general, undele sonore au o frecvență în intervalul de la 2 kHz la 25 MHz numite unde ultrasonice. Este o undă de vibrație mecanică excitată de o sursă de vibrație mecanică într-un mediu elastic. Esența sa este de a transmite energie de vibrație sub formă de unde de stres. Condiția necesară este ca o sursă de vibrații și un mediu elastic capabil să transmită vibrații mecanice (incluzând de fapt Aproape toate gazele, lichidele și solidele) să pătrundă în interiorul obiectului și să poată călători prin obiect. Folosind diferite caracteristici de propagare ale traductoare ceramice piezoelectrice într-un obiect, cum ar fi reflexia și refracția, difracția și împrăștierea, atenuarea, rezonanța și viteza sunetului, este posibil să se detecteze dimensiunea, defecte de suprafață și interne, modificări ale țesuturilor, etc multe obiecte și, prin urmare, este o aplicație. Cea mai extinsă și importantă tehnologie de testare nedistructivă are tehnologia de testare cu ultrasunete. De exemplu, pentru diagnosticul cu ultrasunete medicale (cum ar fi cu ultrasunete B), sonar în oceanografie, detectarea peștilor, topografia fundului mării, sondarea oceanului, detectarea structurii geologice, detectarea defectelor pe materiale și produse industriale, măsurarea durității, măsurarea grosimii, evaluarea microstructurii, inspecția componentelor din beton, măsurarea umidității piezeceramice, analiza proprietăților medii, etc.

caracteristici:
1) Undele ultrasonice pot fi propagate eficient în medii precum gaze, lichide, solide și soluții solide.
2) Undele cu ultrasunete pot transmite energie foarte puternică.
3) Ultrasunetele produc reflexie, interferență, suprapunere și rezonanță. 4) Când unda ultrasonică se propagă în mediul lichid, atingerea unui anumit nivel de putere a sunetului poate produce un impact puternic asupra interfeței obiectului în lichid (pe baza „fenomenului de cavitație”) – conducând astfel la tehnologia „aplicație ultrasonică de putere” -- De exemplu, „curățare cu ultrasunete”, „foraj cu ultrasunete” denumit „foraj cu ultrasunete”, „inelul ultrasunet” „prelucrare cu ultrasunete” și altele asemenea. Poate fi folosit și pentru „sudarea cu ultrasunete” a materialelor, cum ar fi materialele plastice, prin vibrația undelor ultrasonice de mare putere.
~!phoenix_var121_6!~

Testarea cu ultrasunete (UT), care este aplicată în tehnologia de testare nedistructivă industrială, este tehnologia de testare nedistructivă cu cea mai rapidă creștere și cea mai utilizată în tehnologia NDT și joacă un rol foarte important. Metoda utilizată pentru a genera și recepționa unde ultrasonice în tehnologia de testare cu ultrasunete care utilizează în principal efectul piezoelectric al cristalelor, adică cristale de disc ceramice pizoelectrice (cum ar fi cristal de cuarț, titanat de bariu și ceramică piezoelectrică, cum ar fi titanat de zirconat de plumb). Când se produce deformarea sub acțiune, va avea loc un fenomen electric, adică distribuția sarcinii sale se va modifica (efect piezoelectric pozitiv). În schimb, atunci când o sarcină este aplicată cristalului piezoelectric, cristalul ceramic piezoelectric va fi tensionat, adică deformat elastic. (efect piezoelectric invers). Prin urmare, un traductor ultrasonic (sondă) este fabricat utilizând un cristal piezoelectric și un impuls electric de înaltă frecvență este introdus în acesta, iar sonda generează unde ultrasonice la aceeași frecvență pentru a fi emise în obiectul care urmează să fie inspectat, iar când primește unda ultrasonică, sonda generează aceeași frecvență. Semnalul electric de înaltă frecvență este utilizat pentru a detecta afișajul. Pe lângă utilizarea efectului piezoelectric, în unele cazuri, efectul magnetostrictiv (fenomenul că materialul magnetic puternic este deformat în timpul magnetizării, care poate fi folosit ca sursă de vibrații sau pentru măsurarea deformarii) și utilizarea metodelor electrodinamice (de exemplu, metode electromagnetic-acustice sau turbioare descrise mai târziu în acest capitol.

Când unda ultrasonică se propagă în mediul elastic, în funcție de relația dintre modelul de vibrație al punctului de sprijin al mediului și direcția de propagare a undei ultrasonice, unda ultrasonică poate fi împărțită în următoarele tipuri

(1) Undă longitudinală (undă L, numită și undă de compresie, undă rară) - Caracteristica undei longitudinale este că direcția de vibrație a particulei mediului sonor este aceeași cu direcția de propagare a undei ultrasonice (a se vedea figura din dreapta)

(2) Undă de forfecare (denumită undă S, cunoscută și ca undă transversală, denumită undă T, cunoscută și ca undă de forfecare sau undă de forfecare) - Caracteristica undei transversale este direcția de vibrație a particulei mediului sonor și direcția de propagare a undei ultrasonice. iar relația dintre planul de vibrație al punctului imaginii și direcția de propagare a undei ultrasonice este împărțită în continuare într-o undă transversală polarizată vertical (unda SV, care este cea mai utilizată undă transversală în testele cu ultrasunete industriale) și undă transversală polarizată orizontal (unda SH, cunoscută și sub numele de Love Wave-le Libo este de fapt modul de vibrație al undelor seismice).

Un capăt al tijei senzorului din sonda cu undă longitudinală este fixat cu un corp rigid cu masă mare, iar celălalt capăt este încrustat cu un diamant. Când indentatorul nu este în contact cu piesa de testare (stânga a), indentatorul este în stare liberă. După ce se formează vibrația longitudinală, capătul fix al tijei senzorului este nodul de undă al vibrației, iar capătul capului devine antinodul vibrației datorită celei mai mari amplitudini, astfel încât lungimea tijei este egală cu 1/4 din lungimea de undă a vibrației, iar frecvența este că senzorul este la frecvența de rezonanță în stare liberă. Când capătul senzorului este blocat complet de piesa de testare și de corpul rigid de masă mare, este ideal ca ambele capete ale tijei senzorului să devină noduri de vibrație, iar lungimea tijei să fie egală cu lungimea de undă a vibrației este de 1/2, iar frecvența de rezonanță în acest moment este egală cu dublul frecvenței inițiale atunci când capătul indentorului este în stare liberă.

Când cel ceramica piezoelectrică este presată pe piesa de testare, este în general între cele de mai sus. Sub sarcină fixă, pentru piesa de testare cu același modul elastic, dacă duritatea piesei de testare este mai mică, Cu cât aria de contact dintre indentor și suprafața sa este mai mare, cu atât este mai mare gradul de strângere a capătului indentor al tijei senzorului, astfel încât amplitudinea vibrației la capăt este mai mică, iar punctul antinod vibrațional corespunzător se deplasează spre capătul fix. Prin urmare, cu cât lungimea de undă a vibrației este mai mică, cu atât frecvența de rezonanță a tijei este mai mare. Duritatea piesei de testare poate fi determinată prin măsurarea modificării frecvenței de rezonanță a tijei senzorului. Modulul elastic al piesei de testare va afecta și zona de contact, adică modificarea frecvenței de rezonanță a barei senzorului. Prin urmare, metoda de testare a durității cu ultrasunete este o metodă de măsurare comparativă și este necesar să se elimine influența prin utilizarea unei piese de testare având același modul elastic și piesei de testare ca o piesă de testare de calibrare. În sondă există o tijă senzor cu efect magnetostrictiv, un capăt sudat la un cilindru de oțel, cilindrul este mult mai mare decât senzorul, celălalt capăt este fixat cu indentor piramidal de 136 diamante, bobina de excitație este în jurul tijei senzorului, o piesă de cristal piezoelectrică este fixată lângă joncțiunea tijei senzorului și a tijei cilindru.