Способ неразрушающего контроля пьезоэлектрических элементов Советский патент 1980 года по МПК H04R29/00 

1

Изобретение относится к пьезотехнике и гидроакустике и может быть использовано при испытаниях пьезоэлектрических элементов, а также изготовленных из них изделий.

По основному авт. св. № 716135 известен способ неразрушающего контроля пьезоэлектрических элементов заключающийся в том, что, с целью измерения показателя качества М (произведения квадрата коэффидиента электромеханической связи на механическую добротность), совмещения этих измерений с испытаниями элементов на динамическую прочность и упрощения, возбуждают свободные колебания в элементе радиоимпульсами с несущей частотой, равной частоте механического резонанса элемента, и по отношению амплитуды напряжения свободных колебаний в промежутке между импульсами к амплитуде напряжения возбуждающего радиоимпульса судят о качестве пьезоэлемента 1.

Недостатком известного способа является невозможность измерения акустико-механического КПД,предназначенного для работы в жидкости пьезоэлектрического элеменТЙ.

Цель изобретения - обеспечение измерения акустико-механичесйого КПД, предназначенного для работы в жидкости пьезоэлектрического элемента.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно измеряют отношение начальной амплитуды напряжения свободных колебаний Urn, к амплитуде возбуждающего напряжения Ощ для пьезоэлемента, погружаемого в жидкость, и определяют акустико-механический КПД по формуле

10 п -1 М

OQM - 1 П

где М и М -отношение амплитуд напряжения UBIJ /Um измеряемого в воздухе и в жидкости соответственно.

Способ осуществляется следующим об15разом.

Акустико-механический КПД выражает эквивалентные сопротивления механических потерь и излучения следующим образом.

Оо„

20

Формула (2) может быть записана в другом виде, где вместо тп и введены механическая добротность ненагруженного элемента (т.е. измеряемая в воздухе) в и добротность нагруженного элемента 0

(t W -fC3)

где Wp ijf-fp KpyroBaH резонансная «Стота; Мэ-эквивалентная масса колеблющегося элемента, которая в первом приближении не изменяется при погружении его в жидкость.

Далее домножают числитель и знаменатель дроби в формуле (3) иа квадрат коэффициента электромеханической связи (величина К зависит только от свойств маtepиaлa и конструкции пьезоэлектрического элемента и не зависит от свойств среды, в которую помещен элемент)

. (4)

в большинстве случаев измерения величин М и М производят при одной и той же амплитуде возбуждающего напряжения UH,. При этом формула (4) определения упрощается.

z- -l-F Н-Йт-)--йГ. )

Где UrajMllTOj-начальные амплитуды электрического напряжения свободных колебаний для иепогружаемого (т.е. находящегося в воздухе)

и акустически погружаемого

пьезоэлемента.

Таким образом, в этих случаях для определения 12ам достаточно измерить отнощение амплитуд согласно формуле (5), т.е. выполнить всего два измерения.

Формула изобретения

Способ неразрущающего контроля пьезоэлектрических элементов по авт. св.

№ 716135, отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерения акустико-механического КПД, предназначенного для работы в жидкости пьезоэлектрического элемента, дополнительно измеряют отношение начальной

амплитуды напряжения свободных колеба- НИИ Uma К амплитуде возбуждающего напряжения и, для погружаемого в жидкость пьезоэлемента и определяют акустико-механический КПД по формуле

W-.4Г1

бон

где М и М -отношение амплитуд напряжения ,, измеряемого соответственно в воздухе и в жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2567138/10, кл. Н 04 R 29/00, 1977.