Cerámica piezoeléctrica para tecnología de prueba no destructiva.

Materiales piezoeléctricos piezoeléctricodisctransducirTienen excelentes propiedades de acoplamiento de fuerza eléctrica y se usan ampliamente en el campo de las pruebas no destructivas. La tecnología de pruebas no destructivas de vibración piezoeléctrica tiene las siguientes características: 1) ID sensible a un pequeño daño interno de grandes estructuras; 2) rango de operación estable y confiable, amplio, capaz de adaptarse a condiciones de trabajo más complicadas; 3) Estabilidad más confiable. El procesamiento posterior de datos es simple. Este documento presenta el diseño general del dispositivo de prueba no destructivo piezoeléctrico.

Primero, se selecciona un generador de señales y un excitador piezoeléctrico como la porción de excitación y la parte de emisión de señal. El dispositivo central de la parte de excitación es una cerámica piezoeléctrica, y la operación específica es la siguiente: primero, la cerámica piezoeléctrica está pegada o enterrada en la superficie o dentro de la pieza de prueba compuesta. De esta manera, los componentes de detección y excitación se pueden conectar al mismo tiempo; Luego, la señal de la señal se genera una señal de onda cuadrada de voltaje típica, y la señal de voltaje de onda cuadrada es fácil de generar y tiene una alta precisión de análisis. De acuerdo con el efecto piezoeléctrico inverso, la cerámica piezoeléctrica sometida a la excitación de voltaje se deformará para impulsar la pieza de prueba compuesta para generar una señal de vibración periódica. La energía de la estructura interna también cambia. La vibración periódica de la estructura impulsará la deformación de la cerámica piezoeléctrica; De acuerdo con el efecto piezoeléctrico positivo, el sensor piezoeléctrico generará una señal de voltaje variable periódicamente, recoja la señal, amplíela con un amplificador y luego filtre alguna interferencia. La señal se envía al indicador de cepa de resistencia, y luego el instrumento de adquisición digital se utiliza para digitalizar la señal recolectada, y finalmente se conecta a la computadora para analizar y procesar la señal. Esto permite el análisis de los parámetros estructurales internos del compuesto.La máquina de prueba de tracción electrónica se utiliza principalmente para la prueba de tracción de los materiales. El modelo seleccionado es la máquina de prueba de tracción electrónica WDW300. Las ventajas son las siguientes:

1) Es posible cargar y medir la pieza de prueba con alta precisión;

2) El sistema DC Motor y el sistema de regulación de velocidad continuo de Thyristor pueden realizar el ajuste continuo.

El instrumento para detectar la carga selecciona el sensor de carga de ajuste de tipo BLR42. El método de conexión está en forma de Puente de Piedra de Wheatstone. El medidor de cepa de resistencia y los componentes elásticos sensibles se unen a la pieza de prueba. El método de pegado puede ser un modo de puente completo, que puede mejorar la sensibilidad; Este instrumento es más barato y puede generar formas de onda arbitrarias y señales de banda ancha. El osciloscopio utiliza el osciloscopio de doble seguimiento y la pantalla dual de la pista para observar la señal de excitación y la señal de respuesta simultáneamente. Al comparar el registro de la señal por el recolector con la señal que se muestra en el osciloscopio, puede determinar si la señal adquirida está distorsionada y el grado de distorsión; También puede observar la pantalla de la señal en el osciloscopio para asegurarse de que la tensión de señal enviada al colector no exceda el máximo permitido del colector.

losAnillo piezocerámico de material PZT8En el sensor piezoeléctrico tiene una resistencia interna muy alta, y la potencia de la señal de salida es pequeña. En general, no se puede mostrar, registrar y usar directamente, y debe someterse a la transformación de impedancia y la amplificación de la señal. Por lo tanto, el circuito de medición utilizado con elAnillo de cerámica piezoeléctrica de material durodebe ser un preamplificador de impedancia de entrada alta, que tiene dos funciones: la primera es amplificar la señal débil del sensor piezoeléctrico; El segundo es emitir el sensor con alta impedancia. Transformado a una salida de baja impedancia. El amplificador de carga se puede seleccionar desde el amplificador de carga DHF2A producido. El indicador de cepa de resistencia del dispositivo es el tipo YD28. El indicador de cepa tiene un circuito de retroalimentación dentro, que puede automáticamente cero y eliminar la deriva cero. El indicador de cepa también tiene las ventajas de bajo ruido, una amplia respuesta de frecuencia y alta estabilidad. Un circuito de protección de apagado interno elimina algunos factores inseguros.

El instrumento de adquisición de datos de WSUSB utilizado en este documento tiene 16 canales. El instrumento es un dispositivo relativamente avanzado con tecnología de escaneo de canales automáticos y memoria de búfer FIF0, por lo que los datos se pueden recopilar y procesar automáticamente, y la velocidad de procesamiento también es bastante alta. La adquisición de la señal utiliza software. El análisis de la señal y el software de procesamiento utilizan el software V.0205, que es compatible con el sistema operativo. Por lo tanto, la instalación es conveniente, y puede ser auto-aprendida de acuerdo con las instrucciones. En el transcurso del experimento, algunos factores no relacionados siempre interferirán con la prueba, como el alto y el bajo voltaje, la interferencia de los campos eléctricos y magnéticos externos. Por lo tanto, es muy necesario regular la señal de entrada. Después de repetidas pruebas y pruebas, encontré que el regulador de voltaje de CA SM7801J puede lograr este objetivo.

La recopilación de señales debe prestar atención a:

1) La señal de medición no debe exceder el valor máximo;

2) La relación señal-ruido de la señal de entrada es relativamente alta. Si hay más señales de ruido, debe ser procesado por el filtro;

3) Pruebe y analice la velocidad de conversión del colector, la velocidad de procesamiento de la computadora y la velocidad de transmisión de la interfaz.

Los pasos de diseño experimental de este documento se dividen en:

1) El cristal cerámico piezoeléctrico está soldado y fijado en la superficie de la muestra de haz compuesto a base de fibra de carbono. Y probar el rendimiento de este sensor casero;

2) Comprobación del rendimiento del instrumento utilizado en la prueba. Depurar el instrumento y establecer los parámetros;

3) se prueba una muestra compuesta saludable y la señal se registra en un solo canal;

4) Coloque la pieza de prueba en la máquina de tracción electrónica, agregue una presión creciente a la pieza de prueba, la prueba de señal y el registro en el proceso de carga (es decir, el proceso de daño de la muestra) y la adquisición de doble canal;

5) Ingrese la señal recopilada en la computadora, use el software para la conversión de datos y luego realice el análisis del espectro.