Устройство для проверки закрепленных на объекте резонансных пьезопреобразователей Советский патент 1981 года по МПК H04R17/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЗАКРЕПЛЕННЫХ

НА ОБЪЕКТЕ РЕЗОНАНСНЫХ ПЪЕЗОНРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1

Изобретение относится к технике измерения параметров пьезоэлектрических преобразователей и может быть применено в устройствах и системах, импользующих эти преобразователи для проверки их исправности.

По основному авт. св. № 669494 известно 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, эталонный пьезоэлектрический преобразователь, второй формирователь, сумматор, амплитудный дискриминатор, коммутатор и имитатор , объекта, выполненный в форме куба из того же материала, из которого изготовлен объект, причем эталонный преобразователь закреплен на поверхности имитатора, а оба преобразователя соединены с генератором через коммутатор, а через формирователи с сумматором., выход которого подключей к амплитуДйому дискриминатору t.1 j.

Однако это устройство позволяет производить с высокой точностью кон-1

троль пьезопреобразователей только на MX резонансных частотах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем повышения точности определения характера и степени дефекта пьезопреобразователей на частотах вне их резонанса.

10

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство введены переключатель, второй идентичный контролируемому эталонный преобразователь и конденсатор, причем выход

15 переключателя соединен с входом второго формирователя, а .каждый из.входов соединен с эталонными преобразователями, второй из которых закреплен на имитаторе объекта с жестко20стью, равной предельно допустимой, а первый шунтирован конденсатором, емкость которого определяется иэ соотношения

25

Сш ЧрК„-К

- емкость шунтирующего

где С

ш конденсатора;

30 емкость контролируемого преобразователя вместе с присоединенным к нему кабелем; KH КА значения нормсшьного и предельно допустимого коэффициентов преобразования преобразователей, На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство состоит из генератора электрических импульсов возбуждения выход которого посредством коммутатора 2 поочередно подключается к входам двух формирователей, каждый из которых состоит из включенных последовательно схемы селекции 3 откли ка преобразователя, перестраиваемого фильтра 4 и детектора 5. Выходы каналов подключены к входам сумматора с дискриминатором, являющегося индикатором 6. К входу первого формирова теля подключен контролируемый преобразователь 7, закрепленный на объект 8. К входу второго формирователя посредством переключателя 9 подключают ся эталонные преобразователи 10 и 11 .установленные на имитаторе объекта 1 Преобразователь 10 закреплен на имитаторе объекта 12 с нормальной жесткостью и снабжен шунтирующим конденс тором 13. Преобразователь 11 закреплен с жесткостью, равной предельно допустимой. Устройство работает следующим образом. Генератор 1 синхронизирован с ком мутатором 2 таким образом, чго момент коммутации на время / равно например длительности импульса возбуждения Т / упреждает начало формирования этого импульса, а период ком мутации Т в два раза превышает период повторения импульсов возбуждения Tj,Qp . Диаграмма 14 (фиг. 2) иллюстрирует работу генератора 1, а диаграммами 15 и 16 показана работа коммутатора 2 (время замыкания и ра минания его контактов). На входе каж дого формирователя появляется суммарный сигнал в виде периодической последовательности импульсов возбуок дения и следующих после их окончаний затухающих откликов контролируемого и одного из образцовых (смотря какой из них подключен) преобразователей (диаграммы 17 и 18). Схемы селекции 3 выделяют отклики этих преобразова телей (диаграмма 19 и 20) из соответствующих суммарных сигналов. С помощью перестраиваемых фильтров 4 из откликов выделяются необходимые ,спектральные составляквдие, которые детектируются детекторами 5, а затем подаются на индикатор 6. Поочередное воз буждениеконтролируемого и одного из эталонных преобразователей от одного генератора обеспечивает полную идентичность воэбуждаюцих воздействий. Второй формирователь вместе с закрепленными на имитаторе объекта образцовыми преобразователями выполняет роль опорного при сравнениях. Этот формирователь позволяет имитировать наиболее распространенные неисправности преобразователя - уменьшение коэффициента преобразования и нарушение контакта преобразователя с объектом. Кроме того, он дает информацию о предельно допустимых значениях контролируемых параметров. Шунтирование преобразова- теля 10 конденсатором Ij, значение емкости которого выбирается по- указанной формуле, эквивалентно уменьшению коэффициента преобразования этого преобразователя до величины, равной предельно допустимой. Шунтирование пьезопреобразователя емкостью вызывает уменьшение коэффициента преобразования, поскольку отклик преобразователя появляется после окончания имиульса возбуждения в виде напряжения на конденсаторе, образованном суммарной емкостью пьезоэлементов и соединительного кабеля. Опорный канал воспроизводит требуемый параметр в тех же единицах и в том же масштабе, что и канал контролируемого преобразователя. Имитатор объекта не связан с самим объектом, а эталонные преобразователи не испытывают со стороны объекта никаких воздействий, которые могут вызвать изменение их параметров. Эти преобразователи вместе с имитатором объекта мог/т быть расположены в корпусе устройства, а само устройство может являться частью работающей с контролируемыми преобразователями вторичной аппаратуры. Наличие имитаторов двух рассматриваемых неисправностей является необходимым и достаточным условием для осуществления всесторонней оценки состояния закрепленного на объекте пьезопреобразователя, так как другие неисправности приводят к столь значительным искажениям амплитудно-частотных характеристик преобразователя, что могут быть обнаружены без использования соответствующих имитаторов. Например, обрывы и короткие замыкания в преобразователе или в кабельной линии приводят к отсутствию отклика, а нарушение целостности элементов преобразователя или их механических связей друг с другом - к резкому изменению спектрального сот става отклика. Предложенное устройство может быть использовано не. только для конт хэля преобразователей в процессе их эксплуатации, но и при их сборке в