Способ неразрушающего контроля пьезокерамического преобразователя

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для контроля пьезокерамических преобразователей при их разработке, изготовлении и эксплуатации . Цель изобретения - повышение точности контроля пьезопреобразователей с акустической развязкой от корпуса. Измеряемые значения колебательной скорости и электрического напряжения на частоте резонанса при механическом возбуждении корпуса пьезопреобразователя позволяют оценить одновременно механические и электрические свойства и принять решение о годности пьезопреобразователей по соотношению , ГДе Ul,2Vl.2fl,2 электрическое напряжение, колебательная скорость и резонансная частота развязки на выходах эталонного и контролируемого преобразователей соответственно. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (я)з Н 04 R 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕЙИЯ

k .""; ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ . ПО Й90бРЁТЁНИИМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4737136/10 (22) 13.09.89 (46) 07.08.92., Бюл. %29 (72) А.П.Виштак, И.В.Вовк, А,Г.Лейко, В.Н.Решетинский и Т.H.Cîáîëåâà (56) Авторское свидетельство СССР

М 346783, кл. Н 04 R 29/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

М 699679, кл. H 04 R 29/00, 1973. (54) .СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано.для контроля пьезокерамических преобразователей при их разработке, изготовлении и эксплуаИзобретение относится к приборостроению в частности к способам неразрушающего контроля электроакустических преобразователей, и может быть использован для контроля пьезокерамических преобразователей при их разработке, изготовлении и эксплуатации.

Целью изобретения является повышение надежности контроля пьезопреобразователей с акустической развязкой от корпуса.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг,2- характерная нормирован бая зависиV . U мость отношения А = — / — от частоты

Vp Up

f/f в анализируемом диапазоне частот, где

4 — нормирующая частота; Vp и Ор — значения амплитуд колебательной скорости на

„„SU „, 1753626A1

2 тации, Цель изобретения — повышение точности контроля,пьезойреобразователей с акустической развязкой от корпуса. Измеряемые значения колебательной скорости и электрического напряжения на частоте резонанса при механическом возбуждении корпуса пьезопреобразователя позволяют оценить одновременно механические и электрические свойства и принять решение о годности пьезопреобразователей по соотношению U>Vzf>= UzV1fz, где 01.Ю126,г— электрическое напряжение, колебательная скорость и резонансная частота развязки на выходах эталонного и контролируемого преобразователей соответственно. 2 ил. рабочей поверхности преобразователя и электрического напряжения на его выходе на частоте резонайса развязки.

Способ неразрушающего контроля пьезокерамических преобразователей осуществляется следующим образом.

С помощью генератора 1 электрических сигналов, вибростола 2 механически возбуждают корпус эталонного и контролируемого пьезопреобразователей 3 гармоническим воздействием постоянной амплитуды в диапазоне частот от 0,0510 до

0,3fp, где fo — частота основного резонанса преобразователя. С помощью вибростенда

4, закрепленного на рабочей поверхности преобразователя, и блока 5 измерения вибрации измеряют амплитуду колебательной скорости Ч рабочей поверхности пьезопреобразователей в указанном частотном диа1753626 пазоне. По максимальному значению этой амплитуды определяют резонанс акустической развязкй, частоту fp которого измеряют с помощью частотомера 6.

Одновременно с этим на электрической стороне пьезопреобразователя с помощью

-вольтметра 7 измеряют величину электрического напряжения, являющегося электрическим откликом пьезопребразователя на механические воздействия его корпуса. Указанные измерения проводятдля эталонного и контролируемого преобразователя, По результатам измерений составляют соотношение

U1V2f1 = 02Ч1т2, где U1, 02 — значения электричеСкого напряжения на выходе соответственно эталонного и контролируемого преобразователей;

V1, Ч2 — значения амплитуд колебательной скорости соответственно для эталонного и контролируемого преобразователей;

f1, f2 — значения резонанснй AGTQTbl акустической развязки для .-талонного и контролируемого преобразователей.

На основании экспериментальных исследований установлено, что при выполне. нии указанного равенства с точностью +5 $ контролируемый преобразователь.квалифицируется как бездефектный с вероятностью правильной оценки, равной 0,95. Эта точ: нЬсть обусловлена статистическим разбросом экспериментальных данных.

На фиг,2 представлены характерные (кривая 8) нормированные А4Х в указанном диапазоне частот для эталонного и дефектного (кривая 9) преобразователей. Кроме того, в преобразователе с плохой акустической развязкой частота резонанса развязки выше.

Основное преимущество способа заключается в том, что он позволяет повысить точность контроля. Это связано с тем, что, контролируя механические и электрофизичеекие параметры колебательной системы преобразователя, он позволяет дополнительно контролироваь и качество акустической развязки колебательной системы и корпуса преобразователя.

Кроме этого, в способе нет необходимости в процессе контроля доводить контроли5 руемый преобразователь в докритические режимы, при которых интенсивно развиваются усталостные явления и развиваются дефекты.

Формула изобретения

10 Способ неразрушающего контроля пьеэокерамического преобразователя, включающий возбуждение контролируемого"и эталонного преобразователей, измерение колебательной скорости на механической

15 стороне преобразователей и проверку выполнения условия бездефектности, о т л и ч . а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности при контроле преобразователей с акустической развязкой от корпуса, 20 перед возбуждением контролируемого и эталонного преобразователей определяют их резонансные частоты. а возбуждение осуществляют гармоническим механиче-. ским воздействием постоянной амплитуды

25 в диапазоне частот 0,05 — 0,3 от соответствующей резонансной частоты, измеряют частоты, на которых максимальны значения электрического напряжения на выходах преобразователей, измеряют амплитуду ко30 лебательной скорости на механической сто-. роне преобразователей Y на этих частотах, а проверку выполнения условия бездефектности осуществляют исходя из собтношения

35 01Ч211 = 02Ч112 где U1 и U2 — значения электрического напряжения на выходе соответственно эталонного и контролируемого преобразователей;

40 V1 и Ч2 — значения амплитуд колебательной скорости соответственно для эталонного и контролируемого преобразователей;

f1 и 12 — значения резонансной частоты акустической развязки для эталонного и

45 контролируемого преобразователей; индексы 1, 2 соответствуют эталонному и контролируемому преобразователям соответственно.

1753626

3,0

Ййг2

Составитель В. Кудрявцев

Техред М.Моргентал Корректор О, Юрковецкая

Редактор С. Пекарь

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2776 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5