Способ дефектоскопии пьезокерамических преобразователей Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

(54) СПОСОБ ДЕФЕКТОСКОПИИ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ

-

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения дефектов р активных элементах и блоках пьезокерамических преобразователей.

Известен способ дефектоскопии и контроля качества материалов и изделий из пьезокерамики, при котором в контролируемом изделии возбуждают механические колебания кратко временной динамической нагрузкой, определяют параметры колебательного процесса и сравнивают с аналогичными параметрами .в эталонном изделии, ао качестве изделия судят по результатам сравнения 1.

Основным недостатком этого способа является импульсный метод возбуждения и низкая чувствительность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ дефектоскопии пьезокерамических преобразователей, при котором в образце материала возбуждают механические колебания, анализируют принятые эхосигналы и по ним судят о качестве материала 2. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Основным недостатком известного способа является то, что он имеет низкое качество контроля при дефектоскопии пьезокерамических изделий с внутренними дефектами, линейные размеры которых меньше, чем 1,5 мм, например, инородные включения; неоднородности, микротрещины, каверны, несплошности.

Пель изобретения - повышение качества контроля.

Указанная цель достигается тем, что меха10нические колебания возбуждают переменным электрическим полем двух частот в области резонанса частотной характеристики пьезокерамического преобразователя, измеряют амплитуд ду механических колебаний на разностной час15тоте и о качестве пьезокерамических преобразователей судят, сравнивая ее с эталонным значением.

Способ заключается в том, что пьезокерамические преобразователи возбуждаются перемен20ным полем двух частот, при этом используетЬя нелинейность характеристики пьезоэлектрического преобразователя. В данном способе используется нелинейность характеристики, обу391словленная ее квадратичным числом, которая в общем случае может быть представлена в виде входящегося степенного ряда. При этом квадратичная нелинейность при подаче на пьезоэлектрический преобразователь поля двух частот обу;словлена невыполнением принципа наложения (суперпозиция) и приводит к появлению одного из комбинационных колебаний ojj- О}, разностной частоты, которая и выбирается в качестве сигнала-отклика. Разностную частоту выбирают в удобном для измерения (фиксации) частотном диапазоне с удалением от частот поля электрического возбуждения на один-два порядка в области низких частот. Тогда аш1аратурно(г построение фильтров для выделения сигнала-отклика на разностной часто те соразн, решается вне связи с формированием возбуждающего непрерывного переменного элек трического поля на двух более высоких часто тах, значительно снижаются требования к уровню собственных нелинейных искажений выходных сигналов по высщим гармоникам, которые из-за внутренней нелинейности генераторов обычно присутствуют в выходном сигнале. В области резонанса в физической системе пьезокерамического преобразователя производится интенсивный обмен энергией между элек трической и механической подсистемами с выделением на потери части энергии, поэтому влия1ше внутренних дефектов в структурах. пьезоэлектрических преобразователей будет эффективнее гфоявляться в сигнале, снимаемом на разностной частоте разн- Особенно заметным становятся размерные дефекты, такие как микротрещины, рыхлости структуры изза неспеченности и другие, создающие свои резонансные контуры, взаимодействующие с общим резонансным контуром. Частоты поля возбуждения Wj и 0)3, знашт и разностная частота, выбираются из соображений максимального уровня сигналаотклика, с целью обеспечения высокой чувс1вительности способа по видам дефектов и наиболее высокой разрещающей способности измеряемой аппаратуры по условии учета влияния ее погреншостей и помех при измерении. В качестве эталонного уровня выбирается установленный экспериментально уровень сигнала-отклика, соответствующий размеру дефекта в пьезокерамическом элементе, равному 0,1 мм. О качестве контроля судят, сравнивая амплитуду сигнала отклика на разностной частоте с амплитудой, полученной от эталонного. Таким образом, изобретение позволяет звеличить чувствительность способа примерно в десять раз, благодаря этому повышается качество контроля. Формула изобретения Способ дефектоскопии пьезокерамических преобразователей, заключающийся в том, что в нем возбуждают механические колебания, анализируют принятые эхо-сигналы и по ним судят о качестве пьезокерамического преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества контроля, механические колебания возбуждают переменным электрическим полем двух частот в области резонанса частотной характеристики пьезокерамического преобразователя, измеряют амплитуду механических колебаний на разностной частоте и о качестве пьезокерамических преобразователей судят, сравнивая ее с эталонным значением. Истошики информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 461358, кл. G 01 N 29/04, 25.02.75. 2.Авторское свидетельство СССР № 406154, кл. G 01 N 29/04, 05.11.73 (прототип).