п'єзоелектрична кераміка для технології неруйнівного контролю

матеріали в ієзоелектричному перетворювачі  мають чудові  дисковому П’єзоелектричні  властивості електричного зв’язку та широко використовуються в галузі неруйнівного контролю. Технологія п'єзоелектричного вібраційного неруйнівного контролю має такі характеристики: 1) вона чутлива до невеликих внутрішніх пошкоджень великих конструкцій; 2) стабільний і надійний, широкий лінійний діапазон роботи, здатний адаптуватися до більш складних умов роботи; 3) більш надійна стабільність. Подальша обробка даних проста. У цій статті представлено загальну конструкцію пристрою п’єзоелектричного неруйнівного контролю.

Спочатку генератор сигналів і п'єзоелектричний збудник вибираються як частина збудження і частина випромінювання сигналу. Основним пристроєм частини збудження є п’єзоелектрична кераміка, а конкретна операція полягає в наступному: спочатку п’єзоелектрична кераміка наклеюється або закопується на поверхню або всередину композитного тестового зразка. Таким чином, чутливий і збудливий компоненти можуть бути підключені одночасно; тоді типовий сигнал напруги – прямокутний сигнал генерується генератором сигналів, і сигнал напруги прямокутної форми легко генерувати та має високу точність аналізу. Відповідно до зворотного п’єзоелектричного ефекту, п’єзоелектрична кераміка, піддана збудженню напруги, буде деформована, щоб спонукати композитний тестовий зразок для генерування періодичного вібраційного сигналу. Змінюється і енергія внутрішньої структури. Періодична вібрація конструкції, у свою чергу, спричинить деформацію п'єзоелектричної кераміки; відповідно до позитивного п’єзоелектричного ефекту, п’єзоелектричний датчик генеруватиме періодично змінний сигнал напруги, збиратиме сигнал, посилюватиме його за допомогою підсилювача, а потім фільтруватиме деякі перешкоди. Сигнал надсилається на тензодатчик опору, а потім цифровий інструмент збору даних використовується для оцифровки зібраного сигналу та, нарешті, підключається до комп’ютера для аналізу та обробки сигналу. Це дозволяє аналізувати внутрішні структурні параметри композиту. Електронна машина для випробування на розтягування в основному використовується для випробування матеріалів на розтяг. Вибрана модель – електронна машина для випробування на розтяг WDW300. Переваги наступні:

1) Можна завантажити та виміряти тестовий зразок з високою точністю;

2) Система плавного регулювання швидкості двигуна постійного струму та тиристора може здійснювати плавне регулювання.

Прилад для визначення навантаження вибирає датчик тяги типу BLR42. Спосіб з'єднання у вигляді моста Уїтстона. Тензодатчик опору та чутливі пружні компоненти прикріплені до випробного зразка. Метод залипання може бути режимом повного моста, що може покращити чутливість; цей інструмент дешевший і може генерувати довільні форми сигналів і широкосмугові сигнали. Осцилограф використовує двоканальний осцилограф і двоканальний дисплей для одночасного спостереження за сигналом збудження та сигналом відповіді. Порівнюючи запис сигналу колектором із сигналом, що відображається на осцилографі, можна визначити, чи спотворений отриманий сигнал і ступінь спотворення; ви також можете спостерігати за відображенням сигналу на осцилографі, щоб переконатися, що напруга сигналу, що надсилається на колектор, не перевищує максимально допустиму для колектора.

 

The П'єзокерамічне кільце з матеріалу PZT8  у п'єзоелектричному датчику має дуже високий внутрішній опір, а потужність вихідного сигналу невелика. Як правило, його не можна безпосередньо відображати, записувати та використовувати, і він потребує перетворення імпедансу та посилення сигналу. Таким чином, схема вимірювання, що використовується з П'єзоелектричне керамічне кільце з твердого матеріалу  повинно бути попереднім підсилювачем з високим вхідним опором, який має дві функції: перша полягає в посиленні слабкого сигналу п'єзоелектричного датчика; другий - вихід датчика з високим імпедансом. Перетворено на вихід з низьким опором. Підсилювач заряду можна вибрати з виробленого підсилювача заряду DHF2A. Тензометричний датчик опору типу YD28. Тензодатчик має всередині ланцюг зворотного зв'язку, який може автоматично обнулювати та усувати дрейф нуля. Тензодатчик також має такі переваги, як низький рівень шуму, широка частотна характеристика та висока стабільність. Внутрішня схема захисту від вимкнення живлення усуває деякі небезпечні фактори.

Інструмент збору даних WSUSB, який використовується в цій статті, має 16 каналів. Прилад є відносно вдосконаленим пристроєм із технологією автоматичного сканування каналів і буферною пам’яттю FIF0, тому дані можна автоматично збирати й обробляти, а швидкість обробки також досить висока. Для отримання сигналу використовується програмне забезпечення. Програмне забезпечення для аналізу та обробки сигналів використовує програмне забезпечення V.0205, яке сумісне з операційною системою. Тому установка зручна, і її можна самостійно навчитися згідно з інструкцією. У ході експерименту деякі непов’язані фактори завжди будуть заважати тесту, наприклад висока та низька напруга, інтерференція зовнішніх електричних і магнітних полів. Тому дуже необхідно регулювати вхідний сигнал. Після неодноразових випробувань і випробувань я виявив, що стабілізатор напруги змінного струму SM7801J може досягти цієї мети.

При зборі сигналу необхідно звернути увагу на:

1) Вимірювальний сигнал не повинен перевищувати максимального значення;

2) Відношення сигнал/шум вхідного сигналу відносно високе. Якщо є більше шумових сигналів, вони повинні бути оброблені фільтром;

3) Перевірте та проаналізуйте швидкість перетворення колектора, швидкість обробки комп’ютера та швидкість передачі інтерфейсу.

Етапи експериментального дизайну в цій статті поділяються на:

1) П’єзоелектричний керамічний кристал зварюється та фіксується на поверхні зразка композитного променя на основі вуглецевого волокна. І тестування продуктивності цього саморобного датчика;

2) Перевірка роботи приладу, що використовується в тесті. Налагодити прилад і встановити параметри;

3) Тестується здоровий композитний зразок і сигнал записується в одному каналі;

4) Помістіть випробувальний зразок на електронну машину для розтягування, додайте зростаючий тиск до випробувального зразка, подайте сигнал про випробування та запишіть у процесі навантаження (тобто, процес пошкодження зразка), і двоканальне отримання;

5) Введіть зібраний сигнал у комп’ютер, скористайтеся програмним забезпеченням для перетворення даних, а потім виконайте спектральний аналіз.