Краткие теоретические сведения. Исследование основных характеристик пьезоэлектрических преобразователей
Исследование основных характеристик пьезоэлектрических преобразователей ультразвуковых Импульсных дефектоскопов общего назначения.
Методические указания к лабораторной работе № 23 по дисциплине “Основы проектирования приборов и систем”
Санкт - Петербург ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью настоящей работы является исследование основных характеристик (параметров) пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) ультразвуковых импульсных дефектоскопов общего назначения.
Краткие теоретические сведения Устройство для преобразования электрической энергии в акустическую энергию и обратно, принцип работы которого основан на пьезоэлектрическом эффекте, называется пьезоэлектрическим преобразователем (ПЭП). Ультразвуковые колебания могут быть возбуждены или зарегистрированы в объекте, если между ПЭП и объектом обеспечен акустический контакт, обуславливающий передачу ультразвуковых колебаний из ПЭП в объект и обратно, поэтому их называют «контактными». По конструктивному исполнению различают (рис. 1.1.): прямые ПЭП, наклонные ПЭП, раздельно-совмещенные (РС ПЭП). Основными элементами ПЭП являются, пьезопластина, электроды с проводниками, демпфер, протектор, призма, акустический экран.
а) б) в) 2
4 5 6
Рисунок 1.1. Схема устройства пьезоэлектрических преобразователей. а) – прямой ПЭП; б) – наклонный ПЭП; в) – раздельно-совмещенный ПЭП (РС ПЭП). 1– пьезопластина; 2 – электроды с проводниками; 3 – демпфер; 4 – протектор; 5 – призма; 6 - акустический экран
Пьезопластина (пьезоэлемент) преобразует электрические колебания в акустические колебания и обратно. Изготавливаются преимущественно из пьезокерамики – цирконата титаната свинца (ЦТС). Пластины из ЦТС при температуре 290оС теряют пьезоэлектрические свойства Электроды с проводниками предназначены для подачи и снятия электрического напряжения. Электроды нужны для равномерного распределения по поверхности пластины электрического заряда. Демпфер служит для гашения свободных колебаний пьезопластины с целью получения коротких импульсов. Протектор выполняет следующие функции: защита пьезопластины от повреждения; улучшения согласования пьезопластины с объектом контроля; улучшение акустического контакта при контроле контактным способом. Призма служит для создания необходимого типа волны и требуемого угла ввода ультразвуковых колебаний в контролируемое изделие. Акустический экран используется в раздельно-совмещенных преобразователях (РС ПЭП) для акустической и электрической изоляции излучающей и приемной частей. К основным характеристикам ПЭП (Таблица 1) относят: передаточные функции (коэффициент электромеханического преобразования); электрические сопротивления; временные характеристики; параметры акустического поля; общетехнические. Характеристики ПЭП определяют воспроизводимость результатов контроля и подлежат поверке на заводе-изготовителе. При измерении параметров ПЭП следует различать простые методы, которые использует любой дефектоскопист на рабочем месте и дорогостоящие методы, требующие специально оборудованные лаборатории.
Таблица 1
Для оптимизации параметров зондирующего импульса необходимо правильно согласовать ПЭП с выходным сопротивлением генератора импульсов возбуждения (ГИВ). Нужно согласование ПЭП и с входом приемного тракта конкретного дефектоскопа. По этой причине кабель не может иметь произвольную длину. Для согласования в ПЭП встраивают катушку индуктивности. В большинстве отечественных ПЭП нет встроенной катушки индуктивности, она находится в электронном блоке дефектоскопа.
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1536)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |