Cerâmica piezoelétrica para tecnologia de testes não destrutivos

Materiais piezoelétricos P.Iezoelétricodisc.tRansducer.Ter excelentes propriedades de acoplamento elétrico de força e são amplamente utilizados no campo de testes não destrutivos. A tecnologia de testes não destrutivos de vibração piezoelétrica tem as seguintes características: 1) ID sensível ao pequeno dano interno de grandes estruturas; 2) Faixa de operação estável e confiável e ampla, capaz de se adaptar a condições de trabalho mais complicadas; 3) Estabilidade mais confiável. O processamento subseqüente de dados é simples. Este artigo apresenta o design geral do dispositivo de teste não destrutivo piezoelétrico.

Primeiro, um gerador de sinal e um excitador piezoelétrico são selecionados como a porção de excitação e a porção de emissão de sinal. O dispositivo central da peça de excitação é uma cerâmica piezoelétrica, e a operação específica é a seguinte: primeiro, a cerâmica piezoelétrica é colada ou enterrada na superfície ou dentro da peça de teste composta. Desta forma, os componentes de detecção e excitação podem ser conectados ao mesmo tempo; Em seguida, um sinal típico de onda de sinal de tensão é gerado pelo gerador de sinal, e o sinal quadrado de tensão de onda é fácil de gerar e tem alta precisão de análise. De acordo com o efeito piezoelétrico inverso, a cerâmica piezoelétrica submetida à excitação de tensão será deformada para conduzir a peça de teste composta para gerar um sinal de vibração periódica. A energia da estrutura interna também muda. A vibração periódica da estrutura, por sua vez, impulsionará a deformação da cerâmica piezoelétrica; De acordo com o efeito piezoelétrico positivo, o sensor piezoelétrico gerará um sinal de tensão periodicamente variável, coletará o sinal, amplificá-lo com um amplificador e, em seguida, filtrar alguma interferência. O sinal é enviado para o medidor de tensão de resistência e, em seguida, o instrumento de aquisição digital é usado para digitalizar o sinal coletado e, finalmente, conectado ao computador para analisar e processar o sinal. Isso permite a análise dos parâmetros estruturais internos do compósito.A máquina de teste de tração eletrônica é usada principalmente para o teste de tração de materiais. O modelo selecionado é a máquina de teste de tração eletrônica WDW300. As vantagens são as seguintes:

1) É possível carregar e medir a peça de teste com alta precisão;

2) Motor DC e Tiristor Sistema de Regulamento de Velocidade Stepless podem realizar o ajuste escocês.

O instrumento para detectar a carga seleciona o sensor de carregamento do tipo BLR42. O método de conexão está na forma de ponte de wheatstone. O medidor de tensão de resistência e os componentes elásticos sensíveis são conectados à peça de teste. O método de colagem pode ser o modo de ponte completo, que pode melhorar a sensibilidade; este instrumento é mais barato e pode gerar formas de onda arbitrárias e sinais de banda larga. O osciloscópio usa o osciloscópio de pista dupla e exibição dupla para observar o sinal de excitação e o sinal de resposta simultaneamente. Ao comparar o registro do sinal pelo coletor com o sinal exibido no osciloscópio, você pode determinar se o sinal adquirido é distorcido e o grau de distorção; Você também pode observar a exibição do sinal no osciloscópio para garantir que a tensão de sinal enviada ao coletor não exceda o máximo permitido do coletor.

oAnel piezocerâmico de material PZT8No sensor piezoelétrico tem uma resistência interna muito alta, e a potência do sinal de saída é pequena. Geralmente, não pode ser exibido diretamente, gravado e usado, e precisa sofrer transformação de impedância e amplificação de sinal. Portanto, o circuito de medição usado com oAnel de cerâmica piezoelétrico de material duroDeve ser um pré-amplificador de alta impedância de entrada, que tem duas funções: a primeira é amplificar o sinal fraco do sensor piezoelétrico; A segunda é produzir o sensor com alta impedância. Transformado em uma saída de baixa impedância. O amplificador de carga pode ser selecionado a partir do amplificador de carga DHF2A produzido. O medidor de estante de resistência do dispositivo é do tipo YD28. O tensão tem um circuito de feedback no interior, que pode zerar automaticamente e eliminar a deriva zero. O medidor de tensão também tem as vantagens de baixo ruído, ampla resposta de frequência e alta estabilidade. Um circuito de proteção desligado interno elimina alguns fatores inseguros.

O instrumento de aquisição de dados do WSUSB usado neste documento tem 16 canais. O instrumento é um dispositivo relativamente avançado com tecnologia de varredura automática de canais e memória do buffer FIF0, portanto, os dados podem ser coletados e processados ​​automaticamente, e a velocidade de processamento também é bastante alta. A aquisição de sinal usa software. O software de análise de sinal e processamento usa o software V.0205, que é compatível com o sistema operacional. Portanto, a instalação é conveniente, e pode ser auto-aprendida de acordo com as instruções. No decorrer do experimento, alguns fatores não relacionados devem interferir sempre no teste, como a alta e baixa tensão, a interferência de campos elétricos e magnéticos externos. Portanto, é muito necessário regular o sinal de entrada. Depois de testes e testes repetidos, descobri que o regulador de tensão CA SM7801J pode atingir esse objetivo.

A coleta de sinal precisa prestar atenção a:

1) O sinal de medição não deve exceder o valor máximo;

2) A relação sinal-ruído do sinal de entrada é relativamente alta. Se houver mais sinais de ruído, ele deve ser processado pelo filtro;

3) Teste e analise a velocidade de conversão do coletor, a velocidade de processamento do computador e a velocidade de transmissão da interface.

As etapas de design experimental deste artigo são divididas em:

1) O cristal cerâmico piezoelétrico é soldado e fixado na superfície da amostra de feixe composta baseada em fibra de carbono. E testar o desempenho deste sensor caseiro;

2) Verificar o desempenho do instrumento usado no teste. Depurar o instrumento e definir os parâmetros;

3) Uma amostra composta saudável é testada e o sinal é registrado em um único canal;

4) Coloque a peça de teste na máquina de tração eletrônica, adicione pressão crescente para a peça de teste, teste de sinal e registro no processo de carregamento (ou seja, o processo de dano da amostra) e aquisição de duplo canal;

5) Insira o sinal coletado no computador, use o software para conversão de dados e execute a análise do espectro.