Устройство для проверки закрепленных на объекте резонансных пьезопреобразователей Советский патент 1979 года по МПК H04R17/00 B06B1/06 

Устройство ,цля контроля закрепленных на объекте рззонансных пьезопреобразователей содержит генератор I, коммутатор 2, исследуемый преобразователь 3, объект 4, эталонный преобразователь 5, имитатор 6, формирователи 7, сумматор 8 и AHCKpHMiiHaiop 9.

Исследуемый и эталонный пьезопреобразователи одинаковы и закреплены на объекте и имитаторе одинаково. Каналы обоих имитаторов идентичны и настроены на резонансную частоту преобразователей.

Работа прибора протекает следующим образом Генератор формирует непрерывную последовательность импульсов (см. фнг. 2 а), следующих с периодом повторения Тпсвт импульсы с no мощью коммутатора поочередно подаются на контролируемьн и эталонный преобразователи. РЛота коммутатора синхронизироваиа с генератором таким образом, яо частота переключения равна частоте повторения, а момент переключсния на время tynp. т упреждает начало формирования рздири.мпульса (фиг. 2 б, в). За счет обратного пьезоэлектрического эффекта ачектрические импу.чьсы преобразуются в механ лчэские, KOTopbie передаются объекту и имитатору. Messничес5сче колебш-гия продолжаются некоторое время после ококшшия действия имп льса, и за счет прямого пьезоэлектрического эффекта преобразуются в эле; три{есШ18 напряжения (отклики соответствующих преобразователей). Таким образом, на вход каждого формирователя постукают имп;/льсы возбуждения, а после кх окояш-шя отклики соответствуюгднх преобразоБателей (фиг. 2 г, д). На выходе генератора, наряду с импульсами, будут иметь место тагоке к отклики преобразователей, причем отклики сонтролируемого будут чередоваться с откликами эталонного. Значение периода повторения должно быть таким, чтобы к моменту формирования с.чедующего импульса колебгшия успели бь5 полностью закоичитьс51.

Напряжения на выходе формирователей (фкг. 2 е, ж) пропорщ снальны уровням отк-пиков соответствующих преобразователен. Эти натряжения поступают на сумматсф и алгебраически вычитаются.

При одинаковой жесткости крепления обоих пьезопреобразователей выходной сигнал сумматора равен нулю,

При различии жесткостей закрепления выходнос напряжение сумматора не равно нулю. Амплитудны.ч дискриминатор осуществляет анализ выходного напряжения сумматора и выдает сигнал пеисправности преобразователя, если выходное напряжение сумматора превысит дог устимую величину. Заштрихованная область на графике (фигг 2 з) соответствует области выходных значений напряжения сумматора, при которых жесткость эакрегьпения контролируемого преобразо- ,

вателя считается нормальной и сигнал неисправности амплитудным дискриминатором не вьодается,Экспериментально определенные амплитудночастотные характеристики преобразователя с резонансной частотой 100 кГц, закрепляемого на объекте с помощью высококанифопьной мастики изобралсены на фиг. 3, где кривая соответствует незакреплешюму преобразователю, а кривые к, л , м, н различным значениям относительной площади крепления В15„от° 0,2; 0,4; 0,6 и 0,8 соответствегаю , кривая (0) - закреплешда всей поверхностью закрепления (S/Spa l). Здесь S - фактическая и Здаян - полная площадь закрепления.

С увеличе шем жесткости закрепления (т.е. с Увеличением отношения S/S ) амплитуды спектральных составляющих отклика преобразователя уменьшаются. Если преобразователь не закрешен, вся энергия возбуждения будет расходоваться в нем.

С увеличением жесткости закрепления все большая часть энергии возбуждения будет расходоваться в объекте,-что влечет уме}п.шение амплит)Д всех спектральных составляющих отклика. При этом наибольшему изменению подвержена спектральная составля1ош,ая, соответствующая резонансной частоте преобразователя. По этой при4iffis контроль жесткости закрепления осуществляется по ее уровню.

йа фиг. 4 представлена эксперимеитально определенная зона разброса значений уровней спектрапьных составляющих на резонансной частоте для партии однотипных преобразователей в зависимости от величинь S/Bnomt. Эта зона заключена между кривыми пир.

Использоврлие данкого устройства позволяет осуществлять автоматическую оценку жесткости закреш1е1Шя резонаасных пьезоэлектрических преобразователей, применяемых в технике акустических измерений и ультразвуковой дефектоскопии.

Формула изобретения

. Устройство для проверки закрепленных на объекте резонансных пьезопреобразователей, содержащее генератор, исследуемый пьезоэлектрический преобразователь и формирователь, состоящий из схемы селекции, фильтра, преобразователя и детектора, соединенных между собой последовательно, отличающееся тем, что, с целью автоматизации процесса контроля, снабжено эталонным пьезоэлектрическим преобразователем, вторым формирователем, сумматором, амплитудным дискриминатором, коммутатором и имитатором объекта, выполненным в форме куба из того же материала, из которого изготовлен объект, причем эталонный преобразователь закреплен на поверхности имитатора, а оба прео& разова еля соединены с генератором через коммутатор, а через формирователи с сумматором, выход которого пошслючен к амшштудному дискриминатору.5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Тимофеева В. М. Приборы для дистанционного контроля пьезоэлектрических преобразователен, - Приборы и техника эксперимента, № 5, 1973, с. 50-58. 2. Авторское свидетельство СССР № 5479Т7, кя. Н 04 R 17/{Ю.

,JU Lf2L2LZU