Способ дефектоскопии пьезокерамических преобразователей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (в 911320

Союз Советскии

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (51)М. Кл.

G 01 И 29/04 (22) Заявлено 13;02.80 (21) 2884852/25-28 с присоединением заявки И—

1Ъеударстввнный квинтет

СССР ао делам иэабретевий и впрытий (28) П риоритет

ОпУбликовано 07.03.82. Бюллетень Р1Ь 9

Дата опубликования описания 07.03,82 (53) УДК 620.179..16(088.8) .

А. И. Голованенко, С, Ф. Панов и Г. Б. Сердюк с (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДЕФЕКТОСКОПИИ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения дефектов в активных элементах и блоках пьезокерамических преобразователей.

Известен способ дефектоскопии и контроля качества материалов и изделий из пьезокерамики, при котором в контролируемом изделии возбуждают механические колебания кратковременной динамической нагрузкой, определяют параметры колебательного процесса и сравни вают с аналогичными параметрами в эталон10 ном изделии, а о качестве изделия судят по результатам сравнения (1).

Основным недостатком этого способа является импульсный метод возбуждения и низкая чувствительность.

Наиболее близким по технической сутцности .к изобретению является способ дефектоскопии . пьезокерамических преобразователей, при кото20 ром в образце материала возбуждают механические колебания, анализируют принятые эхосигиалы и по ним судят о качестве материала (2).

Основным недостатком известного способа является то, что он имеет низкое качество контроля при дефектоскопии пьезокерамических изделий с внутренними дефектами, линейные размеры которых меньше, чем 1,5 мм, например, инородные включения; неоднородности, микротрещины, каверны, несплошности.

Цель изобретения — повышение качества кон- троля.

Указанная цель достигается тем, что механические колебания возбуждают переменным электрическим полем двух частот в области резонанса частотной характеристики пьезокерамического преобразователя, измеряют амплиту1 ду механических колебаний на разностной частоте и о качестве пьезокерамических преобра. зователей судят, сравнивая ее с эталонным значением, Способ заключается в том, что пьезокерамические преобразователи возбуждаются переменным полем двух частот, при этом используется нелинейность характеристики пьезоэлектрического преобразователя. В данном способе используется нелинейность характеристики, обуФормула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 461358, 40 кл. G 01 М 29/04, 25.02.75.

2. Авторское свидетельство СССР N 406154, кл. G 01 и 29/04, 05.11.73 (прототип).

Составитель К; Леонов

Редактор В. Лазаренко Техред А.Ач Корректор С. Щомак

Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1111/30

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 911320 словленная ее квадратичным числом, которая

° в общем случае может быть представлена в виде входящегося степенного ряда. При этом квадратичная нелинейность при подаче на пьезоэлектрический преобразователь поля двух частот обусловлена невыполнением принципа наложения (суперпозиция) и приводит к появлению одного из комбинационных колебаний

ыз — ы, разностной частоты, которая и выбирается в качестве сигнала-отклика. Разностную 1О частоту выбирают в удобном для измерения (фиксации) частотном диапазоне с удалением от частот поля электрического возбуждения на один-два порядка в области низких частот, Тогда аппаратурное построение фильтров для выделения сигнала-отклика на разностной частоте сдраэн решается вне связи с формированием возбуждающего непрерывного переменного электрического поля на двух более высоких часто. тах, значительно снижаются требования к уровню собственных нелинейных искажений выходных сигналов по высшим гармоникам, которые из-за внутренней нелинейности генераторов обычно присутствуют в выходном сигнале.

В области резонанса в физической системе пьезокерамического преобразователя производится интенсивный обмен энергией между электрической и механической подсистемами с выделением на потери части энергии, поэтому влияние внутренних дефектов в структурах. пьезоэлектрических преобразователей будет эффективнее проявляться в сигнале, снимаемом на разностной частоте соразн. Особенно заметным становятся размерные дефекты, такие как микротрещины, рыхлости структуры иэза неспеченности и другие, создающие свои

35 резонансные контуры, взаимодействующие с общим резонансным контуром.

Частоты поля возбуждения- с, и, значит н разностная частота, выбираются из соображений максимального уровня сигналаотклика, с целью обеспечения высокой чувст4 вительности способа по видам дефектов и наиболее высокой разрешающей способности измеряемой аппаратуры по условии учета влияния ее погрешностей и помех при измерении.

В качестве эталонного уровня выбирается установленный экспериментально уровень сигнала-отклика, соответствующий размеру дефекта в пьезокерамическом элементе, равному

0,1 мм.

О качестве контроля судят, сравнивая амплитуду сигнала отклика на разностной частоте с амплитудой, полученной от эталонного. Таким образом, изобретение позволяет увеличить чувствительность способа примерно в десять раз, благодаря этому повышается качество контроля.

Способ дефектоскопии пьезокерамических преобразователей, заключающийся в том, что в нем. возбуждают механические колебания, анализируют принятые эхо-сигналы и по ним судят о качестве пьезокерамического преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения качества контроля, механические колебания возбуждают переменным электрическим полем двух частот в области резонанса частотной характеристики пьезокерамического преобразователя, измеряют амплитуду механических колебаний на разностной частоте и о качестве пьезокерамических преобразователей судят, сравнивая ее с эталонным значением.