Способ проверки закрепленных на объекте резонансных пьезоэлектрических преобразователей Советский патент 1979 года по МПК H04R17/00 

I

Изобретение относится к технической акустике и может найти применение для контроля резонансных электроакустических преобразователей.

Из. основного авт.св. N 547977 известен способ проверки закрепленных на объекте резонансных пьезоэлектрических преобразователей, основанный на электрическом импульсном возбуждении преобразователя, селекции отклика и его спектральном анализе. Возбуждение преобразователя осуществляется радиоимпульсом. Частота заполнения которого равна резонансной частоте преобразователя, а число периодов колебаний равно значеншо, при котором границы главного лепестка спектра импульса совпадают с границами резонансной характеристики преобразователя, измеренными на уровне 0,1 от максимума 1.

Однако, спектр импульса в этой области неравномерен, что требует частотной коррекции отклика перед его анализом, и приводит к ошибкам при проверке преобразователя.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля преобразователей.

Указанная цель достигается тем, что частоту заполнения .радиоимпульса меняют по линейному закону в пределах границ резонансной характеристики преобразователя со скоростью, определяемой выражением

au Cfa-fH i i

Ргде Д f

ширина резонансной характеристики преобразователя, измеренная на уровне 0,707 от максимума, Гц. f в и fn - соответственно верхняя и нижняя границы диапазона изменения частоты.

На чертеже изображены графики резонансной характеристики преобразователя A(f) (кривая 1) и спектра импульса возбуждения S(f) (кривая 2). Пунктирная кривая 3 изображает спектр импульса, частота заполнения которого зап равна резонансной частоте fp контролируемого преобразователя и остается неизменной.

При выборе параметров импульса возбужце кия по описанному выше правилу его спектральнал характеристика близка к гфямоуголыгой, а в области частот резонансной характеристики преобразователя распределено свыше 95% энергии возбуждения. Закре11леш1ый на объекте пьезопреобразователь является двухполгосником, а сигналы возбуждения и реакции (отклик.) следуют rio одному каналу, что исключает возможность одновременного возбуждения нреобразователя и анализа его отклика. Если скорость изменения частот1.г запо.1шения мала, то действие такого импульса эквивалентно действию радиоимпульса с частотой занолнения, равной макси мальной fg, если частота увеличивается, или минимальной, если частота уменынается. Спект такого имнульса нрямоугольный, однако реакция на действие первых периодов импульса, т.е. его начальной части, успевает значительно уменьшиться или закончиться вообще, так как длительность импульса велика. Если скорость изменения частоты заполнения увеличивается, то число периодов колебаний в импульсе и его длительность уменьшаются. Вершина спектральной характеристики имнульса все более округляется, и увеличивается дли тельность ее фронто1в. Дальнейшее увеличение скорости изменения частоты приводит к вырож дению радиоимпульсов в видеоимпульс, которы мало пригоден проверке резонансных преобразователей. По этой причине выбор скорости изменения частоты заполнения должен быть осуществлен в строгом соответствии с инерционными свойствами контролируемого преобразователя. Мерой инерционных свойств резонансного преобразователя, как и любой другой резонансной системы, является его постоянная времени т, которая связана с добротностью соотношением . где fp - резонансная частота гфеобразователя, Гц. Постоянная времени т характеризует время установления колебаний преобразователя при подключении к нему напряжения с частотой fp Практически можно считать, что колебания устанавливаются через время, равное 2,5-3 т. Это время и определяет минимально возможную длительность радиоимпульса Т, частота заполнения которого постоянна и равна резонанс ной fp. В предлагаемом способе частота заполнения меняется симметрично по отношению к частоте f и в небольших пределах, поскольку резонансные преобразователи имеют высокую добротность. По этой причине длительность 14 импульса с переменной частотой Заполнения выбирают равной длительности импульса с постоянной частотой заполнения, т.е. Т 3 т. Даже если резонансная частота fp не является средней частотой диапазона з смещена в ту ши шгую сторону, значение длительности импульса Т может быть сохранено. По длительности импульса и диапазону изменения частоты заполнения находят скорость изменения зтой частоты .Hiimful т Т-ЧГ- 3Q получают окончательное выражение для скорости. 2ir()t, Возбуждение радиоимпульсом с переменной частотой заполнения позволяет отказаться от частотной коррекции отклика преобразователя, поскольку спектр такого импульса имеет плоскую вер1цину. При этом повышается и доля энергии имнульса, распределенная в эффективной области частот резонансной характеристики преобразователя, что приводит к повышеншо достоверности контроля преобразователей. Формула изобретения Способ проверки закрепленных на объекте резонансных пьезоэлектрических преобразователей по авт.св. № 547977, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, частоту заполнения радиоимпульса меняют по линейному закону в пределах границ резонансной характеристики преобразователя со скоростью, определяемой выражением. I3 где Д f - ширина резонансной тарактеристики преобразователя, измеренная на уровне 0,707 от максимума, Гц. f в и fn - соответственно верхняя и нижняя границы диапазона изменения частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 547977, кл. Н 04 R 17/00, 1977.