Способ неразрушающего контроля пьезокерамического преобразователя Советский патент 1992 года по МПК H04R29/00 

Изобретение относится к приборостро- 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 нормированная зависимость отношения А

vp up

f/fn в анализируемом диапазоне частот, где fn - нормирующая частота; Vp и UP - значения амплитуд колебательной скорости на

/ от частоты

рабочей поверхности преобразователя и электрического напряжения на его выходе на частоте резонанса 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 0,05fo до 0,3f0, где f0 - частота основного резонанса преобразователя. С помощью вибростенда 4, закрепленного на рабочей поверхности преобразователя, и блока 5 измерения вибрации измеряют амплитуду колебательной скорости V рабочей поверхности пьезопреобразователей в указанном частотном диаСО

с

VJ

сл со о ю о

пазоне. По максимальному значению этой амплитуды определяют резонанс акустической развязки, частоту fp которого измеряют с помощью частотомера б. 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 измерениятфоводят для эталонного и контролируемого преобразователя. По результатам измерений составляют соотношение

UiV2fi-UaVif2,

где Ui, Da - значения электрического напряжения на выходе соответственно эталонного и контролируемого преобразователей;

Vi, Va - значения амплитуд колебательной скорости соответственно для эталонного и контролируемого преобразователей;

fi, h - значения резонансной - астоты акустической развязки для г-талонного и контролируемого преобразователей.

На основании экспериментальных исследований установлено, что при выполнении 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 АЧХ 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 втом, что он позволяет повысить точность контроля. Это связано с тем, что, контролируя механические и электрофизические 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 контролируемый преобразователь в докритические режимы, при которых интенсивно развиваются усталостные явления и развиваются дефекты.

Формула изобретения

Способ неразрушающего контроля пье- зокерамического преобразователя, включающий возбуждение контролируемого и эталонного преобразователей, измерение колебательной скорости на механической

стороне преобразователей и проверку выполнения условия бездефектности, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности при контроле преобразователей с акустической развязкой от корпуса,

перед возбуждением контролируемого и эталонного преобразователей определяют их резонансные частоты, а возбуждение осуществляют гармоническим механическим воздействием постоянной амплитуды

в диапазоне частот 0,05 - 0,3 от соответствующей резонансной частоты, измеряют частоты, на которых максимальны значения электрического напряжения на выходах преобразователей, измеряют амплитуду колебательной скорости на механической стороне преобразователей V на этих частотах, а проверку выполнения условия бездефектности осуществляют исходя из соотношения

UiV2fi U2Vif2,

где Ui и U2 - значения электрического напряжения на выходе соответственно эталонного и контролируемого преобразователей;

Vi и V2 - значения амплитуд колебательной скорости соответственно для эталонного и контролируемого преобразователей;

fi и h - значения резонансной частоты акустической развязки для эталонного и

контролируемого преобразователей; индексы 1, 2 соответствуют эталонному и контролируемомупреобразователямсоответственно.

1

1

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.

Л,

W 09- Q&Щ (Ц

05

№ ОД 02 Ш

Фиг.1

8 х х ,3