Способ определения коэффициента механического демпфирования пьезоэлектрического преобразователя Советский патент 1980 года по МПК G01N29/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНМЯ КОЭФФИИНЕНТА Д ЕХАНИЧЕСКОГО ДЕМПФИРОВАНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 7 циент демпфирования определяют из вьфажения: ., A..llL 1Г -t К О -о К - коэффициент д емпфиро вания, коэффициент электромеханической связи пьезоматериала J коэффи1шеНт передачи при компенсации, | - коэффициент передачи без ком пенсации, Zo волновое сопротивление пьезоматериал а, волновое сопротивление среды. Способ позволяет учитывать влияние механического и электрического контактов демпфера на коэффициент механического демпфирования ультразвукового пьезопреобразователя, т. е. повысить точность контроля коэффициента механического демпфирования датчиков ультразвуковых контрольно- -измеритвльных приборов, в Которых применяются демпфер с порошковым наполнителем (например эпоксидная Ьмола с вольфрамом) или проф1шированный демпфер. I Пример осуществления способа: из гв;нератора. электрических сигналов ГЗ-41 подают радиоимпульсы, частота ааполнекия которых равна частоте антирезонанса исследуемого преобразователя, на широко .:полосный пьезоизлучатель (частотный диа :пазон О,1-10 МГц). Излучаемые ультра|звуковые сигналы принимаются исследуеiMbiM пьезопреобразователем. Коэффициент :пёредачи пьезоприемника без переходного опоя при полной компенсации емкости зажатой пьезопластинки ,, т. е. когда параллельно пьезопластинке и входу инди катора напряжения подключается индуктивность U , величина которой подбирается исходя из условий (Л)п-2К(., ,f., - антирезонансная часто та пьезопреобразователя), выражается: - -i- - п Г где е - пьезоэлектрическая постоянная, Е - толщина пьезопластинки, Амплиту да сигнала И на выходе пьезоприемника регистрируется при помощи индикатора. При подключении пьезопреобразователя непосредственно к входу индикатора напряжения коэффициент передачи электри.чески ненагруженного пьезоприемника вы ражается:л о cWpfU - z V 6 где - диэлектрическая проницаемость пьезоэлектрической пластинки при постоянной деформации, Zg - волновое акустическое сопротивление рабочей среды. Сигнал на выходе пьезоприемника Ug. в этом случае соответствует коэффициенту передачи электрически ненагруженного пьезоприемника. Необходимо отметить, что соотношение амплитуд электрических сигналов на выходе пьезоприемника соответствует соотношению коэффициентов передачи исследуемого пьезопреобразователя в режимах приема, т. е. , Соотношение коэффициентов передачи пьезопреобразователя в первом и во втором случаях выражается: К ,-) к --жг где 2.-коэффициент . электромеханической связи. Из соотношения амплитудных значений, принятых в первом и во втором случаях сигналов, опредапяют коэффициент механического демпфирования ультразвуковых пьезопреобразователей: Если в качестве рабочей среды приме1ыется вода и измеряется К тсерами-. ческих (ЦТС-19) пьезопреобразователей , (К. 0,45), то k2 О,05. В этом случае К 0,81 -0,05: 2 Из этого следует, что индикатор, подключенный к выходу измерителя отношений электрических сигналов U I U2 ; регистрирует окончательный результат, т. е,, коэффициент меха1шческого демпфирования пьезопреобразователя. Формула изобретения Способ определения коэффициента механического демпфирования пьезоэлектрического преобразователя, основанный на определении волнового акустического сопротивления механического демпфера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, определяют коэффициент передачи преобразователя врежиме приема на антиреэонанс57082ной частоте при компенсации емкости преобразователя, равной емкости зажатой пьезопластннки, и без компенсашш, а коэффициент демпфирования определяют из вьфажения: . , ,ч K-. . 1 1C К Zо О . - коэффициент демпфироваК - коэффициент апетяромеха- ° нической связи льезо. , Кд - коэффициент передачи при компенсации, Kjj - коэффициент п едачибез комценсации. 6 to - волновое сопротивлекве пьезоматериала, Ij - волоовое сопротивл те среды. Источники ив юрмации, . принятые во внимание при экспертизе 1.Меркулова В. М. Акустические свойства некоторых гетерогенных сред на ультразвуковых частотах. Акустический журнал , 1965, № 1, с. . 2.Домаркас В. И.|Кажис Р. -И. Ю. Контрольно-измерительные пьезоэлектряМинтае, Вяльческие преобразователя, 1нюс, 1975. с. 2О2.