Способ контроля пьезокерамических преобразователей Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при неразрушающем контроле и определении дефектов в активных элементах и блоках пьезокерамических преобразователей.

Целью изобретения является повьше ние точности контроля пьезокерамических преобразователей на идентичность их параметров и наличия дефектов за счет повьшения точности оценки функции взаимной корреляции откликов эталонного и контролируемого преобразователей на входной электрический сигнал.

На чертеже представлена структурная схема, реализующая способ контроля пьезокерамических преобразова- ;гелей.

Схема содержит генератор 1 белого шума, эталонньш преобразователь 2, исследуемый преобразователь 3 и коррелометр 4. Эталонный и исследуемый преобразователи 2 и 3 подключены к выходу генератора 1 и входу коррелометра.

Способ контроля пьезокерамических преобразователей реализуется следующим образом.

Генератор 1 белого шума возбуждает одновременно в эталонном и контролируемом преобразователях 2 и 3 за счет обратного пьезоэффекта упругое шумовое поле. Прохождение и отражение каждой из гармоник упругого шумового поля в материале преобразователя зависит от конструкции преобразователя, наличия в нем различных

45

дефектов, упругих и электрофизических параметров преобразователя, Да- лее результат суммарного взаимодействия этих гармоник из-за прямого пьезоэффекта преобразуется на выходе преобразователя в шумовой сигнал отклика. Этот шумовой отклик является наиболее информативно насыщенным, поскольку имеет большой набор гармонических составляющих (часть из них будет подавлена из-за резонансных 50 свойств преобразователя), и в нем соержится информация о техническом состоянии пьезокерамического преобразователя .

. При совместной статической обра- 55 ботке откликов эталонного и контроируемого преобразователей можно определить идентичность параметров откликов. С этой целью шумовые откли40

ки эталонного и контролируемого преобразователей для обработки подаются на входы коррелометра 4, где определяется оценка функции из взаимной корреляции. Преобразователи 2 и 3 воз- булчдаются белым электрическим шумом в полосе частот от 0,1 fp до lOfp, где fp - частота основного резонанса преобразователя.

Затем отклики эталонного и контролируемого преобразователей подают для совместной статистической обработки на входы коррелометра, который по алгоритму

к.(г)

С x.(t,).y,(t, 1 )

вычисляет следующее выражение:

co8 arctg( lEg.U

И

AlO,

1 + (

мт

-Ч--

,

где

К., (0)

,.Tf.

0

максимум коэффициента взаимной корреляции откликов эталонного и контролируемого преобразователей при нулевом временном сдвиге,

5

0

5

5

0

Ed

x(t) и y(t) - отклики эталонного и контролируемого преобразователей на воздействие белого электрического шума, соответственно

п - количество отсчетовJ и йсс модули Юнга эталонного и исследуемого преобразователей соответственно, L - характеристиричес- кий размер преобра- 3 оват еля{ опр еделяю- его основную моДУ$Р- плотность материала

пьезокерамики 4ijj - ширина полосы пропускания эталонного пьезопреобразовате- ля по уровню половинной мощности. При идентичности модулей упругости в материале исследуемого и контролируемого преобразователей (случай отсутствия дефектов в исследуемом преобразователе) максимум коэффициента взаимной корреляции будет равен 1. Если же модули упругости хотя бы немного отличаются из-за наличия де хектов в материале исследуемого пьезокерамического преобразователя, то это приведет к уменьшению максимума коэффициента взаимной корреляции. Для каждого конкретного вида пьезокерамических преобразователей допустимое пороговое уменьшение коэффициента взаимной корреW

релометра и на-внешнем осциллографе. Это позволяет легко автоматизировать процесс контроля, повысить его точность и численно определить степень идентичности эталонного и контролируемого пьезокерамических преобразователей.

Формула изобретения

Способ контроля пьезокерамических преобразователей, заключакнцийся в том, что одновременно возбуждают электрическим сигналом эталонный и

ляции должно быть предварительно контролируемый преобразователи, оп- экспериментально определено. В общем ределяют коэффициент взаимной корре- случае пороговое значение коэффициента взаимной корреляции для идентичляции и по его максимуму оценивают идентичность преобразователей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, в качестве электрического сигнала для возбуждения эталонного и контролируемого преобразователей используют белый шум с частотным диапазоном

ных преобразователей не должно быть меньше 0,92„

Результаты расчета коэффициента взаимной корреляции, использующегося как мера идентичности эталонного

20

ляции и по его максимуму оценивают идентичность преобразователей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, в качестве электрического сигнала для возбуждения эталонного и контролируемого преобразователей используют белый шум с частотным диапазоном

и исследуемого пьезокерамических пре- (0,1-10)fр где fp - основная резо- образователей, автоматически отоб- нансная частота контролируемого ражается на цифровом индикаторе кор- преобразователя.

Редактор А.Долинич

Составитель В.Евстратов

Техред, в. Кадар Корректор г.Решетник

7062/50

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

релометра и на-внешнем осциллографе. Это позволяет легко автоматизировать процесс контроля, повысить его точность и численно определить степень идентичности эталонного и контролируемого пьезокерамических преобразователей.

Формула изобретения

Способ контроля пьезокерамических преобразователей, заключакнцийся в том, что одновременно возбуждают электрическим сигналом эталонный и

контролируемый преобразователи, оп- ределяют коэффициент взаимной корре-

ляции и по его максимуму оценивают идентичность преобразователей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, в качестве электрического сигнала для возбуждения эталонного и контролируемого преобразователей используют белый шум с частотным диапазоном

Изобретение относится к неразрушающему контролю. Целью изобретения является повышение точности контроля пьезопреобразователей за счет повышения точности оценки функции взаимной корреляции откликов эталонного и контролируемого преобразователей на входной электрический сигнал. Сущность способа заключается в том, что эталонный и контролируемый преобразователи возбуждаются белым электрическим шумом в диапазоне частот 0,1fр и lOfp, где fp - резонансная частота контролируемого преобразователя. Белый электрический шум обладает свойствами стационарности и равномерности. Таким сигналом можно возбудить в материале преобразователя в заданном диапазоне частот совокупность упругих стоячих волн. Энергетическое условие возбуждения каждой такой волны одинаково, что создает во всем возбузвденном спектре частот одинаковые исходные условия и позволяет повысить точность и достоверность сравнительного анализа. Кроме того, стационарность белого шума позволяет получать статистические оценки параметров откликов, не зависящих от времени, 1 ил. I (Л ьо 00 о сд ю 00