Способ контроля целостности чувствительных элементов пьезоэлектрических преобразователей Советский патент 1989 года по МПК H04R29/00 G01N3/32 

1

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения целостности чувствительных элементов пьезоэлектрических преобразователей, в частности акселерометров, в процессе их изготовления и эксплуатации,,

Цель изобретения - сокращение времени и повышение достоверности за счет исключения собственных резонан- сов преобразователя.

Способ заключается в следующем0

В пьезоэлектрическом преобразова- теле возбуждают механические колебания, воздействуя на него импульсами ударного ускорения. Увеличивают амплитуду возбуждающего импульса и регистрируют кривую затухания электрических колебаний. Оценку целостности чувствительного элемента ведут по отношению амплитуд ответного сигнала преобразователя и соответствующих им амплитуд импульсов ударного ускорения.

На фиг.1 изображена кривая затухания колебаний целого чувствительного элемента; на фиг.2 - то же, с разрушенным чувствительным элементом.

Процесс затухания колебаний в пьезоэлектрическом преобразователе имеет симметричный вид со средней линией 1 огибающих 2 и 3, совпадающей с окончанием 4 ударного процесса для целого чувствительного элемента. Для разрушения чувствительного элемента средняя линия 1 отклонена на величину -j- и не совпадает с линией окончания ударного импульса.

1

оо со

00 Јь

Величина отклонения тывается по формуле

рассчи(

Ur

U

а а

- 1)

где UT. U а амплитуда первого импульса выходного сигнала преобразователя после и до появления повреждений; соответствующие амплитуды импульсов ударного ускорения.

Пример. Пьезоэлектрический преобразователь с чувствительным элементом из пьезокерамического материала ЦТС-19 подвергали воздействию импульсов ударного ускорения возрастающей амплитуды вплоть до предельного рабочего (от х 10 s м.о -2

м -с

10 М С ДО 6 X

с кратностью порядка

5-10 м с 2). Для этого использовался ударный стенд с общеизвестным принципом торможения подвижного бойка, выполненного в виде маятника, о неподвижный мерный стержень, на котором закреплялся испытуемый преобразователь. Стенд воспроизводил ударные импульсы по форме,близкие к полусинусоидальным, длительностью 20 - 25 мкс.

Для регистрации процесса затухания колебаний использовался запоминающий осциллограф. После регистрации этого процесса на экране осциллографа производили его фотографирование, построение огибающих и их средней линии по фотокопии (фиг.1, фиг.2).

Экспериментальные результаты показали, что процесс затухания колебаний в пьезоэлектрическом преобразователе, в чувствительном элементе которого нет механических повреждений, имеет симметричный вид и

средняя линия 1 огибающих 2 и 3 совпадает с линией 4 начала ударного процесса (фиг.1).

Для преобразователей, в чувствительном элементе которых при испы- ,таниях появляются механические повреждения (трещины, сколы на боковой поверхности), симметричность зату- g хания нарушается и средняя линия 1 огибающих 2 и 3 не совпадает с линией 4 начала ударного процесса (фиг.2).

Отклонение средней линии 1 огибающих 2 и 3 (фиг.2) на величину 5 - 10% свидетельствуете наличии или появлении повреждения чувствительного элемента, обнаруживаемых визуально, а значение амплитуды ударного импульса, соответствующей этому отклонению, определяет предел их механической прочности.

Формула изобретения

Способ контроля целостности чувствительных элементов пьезоэлектрических преобразователей,заключающийся в том, что в преобразователе возбуждают механические колебания и регистрируют параметры затухания колебаний ответного сигнала преобразователя, по которым судят о прочности чувствительного элемента, о т л и-

5 чающийся тем, что, с целью сокращения времени и повышения достоверности за счет исключений собственных резонансов преобразователя, возбуждение колебаний осуществляют

0 возрастающими по амплитуде импульсами ударного ускорения, а в качестве параметров затухания определяют отношения амплитуд ответного сигнала и соответствующих им ампли-

5 ТУД импульсов ударного ускорения.

0

5

0

Фиг.1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для определения целостности чувствительных элементов пьезоэлектрических преобразователей ,в частности, акселерометров, в процессе их изготовления и эксплуатации. Цель изобретения - сокращение времени и повышение достоверности за счет исключения собственных резонансов преобразователя. В пьезоэлектрическом преобразователе возбуждают механические колебания, воздействуя на него импульсами ударного ускорения с изменяющейся амплитудой, контролируют кривую затухания и ее ось симметрии. Отклонение оси симметрии от средней линии на величину γ характеризует целостность чувствительного элемента. 2 ил.

Фиг. г