SU1665295A1 - Пьезоэлектрический преобразователь дл приема сигналов акустической эмиссии - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю. Цель изобретени  - расширение полосы частот принимаемых сигналов при сохранении чувствительности преобразовател . Сигнал акустический эмиссии поступает на пьзоэлемент и принимаетс  электродами с диэлектрическим изолирующим слоем между ними. Один из электродов размещен на нерабочей поверхности пьезоэлемента и  вл етс  колеблющейс  обкладкой образованного электродами конденсатора. Внутреннее электростатическое поле этого конденсатора образуетс  пьезоэлементом при приеме сигнала акустической эмиссии. В результате колебаний одного из электродов на выходе по вл етс  сигнал, амплитуда которого не зависит от частоты колебаний. Таким образом расшир етс  полоса частот принимаемых сигналов при сохранении свойственной резонансным пьезопреобразователем высокой чувствительности. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к области неразрушающего контрол  и может быть использовано при ультразвуковом контроле методом акустической эмиссии.

Цель изобретени  - расширение полосы частот принимаемых сигналов при сохранении чувствительности преобразовател .

На фиг.1 показан пьезоэлектрический преобразователь дл  приема сигналов акустической эмиссии; на фиг.2 и 3 - частотные зависимости амплитуды прин того сигнала, по сн ющие работу преобразовател .

Преобразователь содержит полый корпус 1, пьезоэлемент 2. размещенный на его нерабочей поверхности первый электрод 3, электрические выводы 4 и 5, заполн ющий

внутреннее пространство между стенками корпуса и пьезоэлементам компаунд 6. Над первым электродом 3 размещен второй электрод 7 через диэлектрический изолирующий слой 8 между ними. К электродам 3 и 7 подключены выводы 4 и 5 соответственно.

Преобразователь работает следующим образом.

При проведении испытаний преобразователь устанавливаетс  на контролируемом /Образце или механических захватах испытательной машины. При излучении материалом акустической волны преобразователем осуществл етс  ее прием и преобразование в электрический сигнал, который усиливаетс  и выдел етс  его огибающей. Расширение полосы частот принимаемых сигналов осуON О- СП Ю Ю (Л

ществл етс  за счет того, что в преобразователе реализован режим работы пьезозле- мента, близкий к режиму холостого хода, т.е. электрически разомкнутому состо нию. Это электрически разомкнутое состо ние реализовано благодар  тому, что электроды 3 и 7 нанесены не непосредственно на поверхность пьезоэлемента 2, но через диэлектрический изолирующий слой 8. Образованный электродами 3 и 7 и слоем 8 диэлектрика между ними конденсатор по существу  вл етс  емкостным датчиком, принцип действи  которого основан на изменении емкости конденсатора при колебани х одной из его обкладок. Если внутри конденсатора создать электростатическое поле, то на выходе по витс  переменна  составл юща  напр жени , амплитуда которой не зависит от частоты. Поэтому электрод 3  вл етс  колеблющейс  обкладкой такого конденсатора, а электростатическое поле создаетс  пьезоэлементами при приеме сигнала акустической эмиссии.

Таким образом, чувствительность преобразовател  сохран етс , так как электростатическое поле создаетс  непосредственно пьезоэлементом, а полоса частот принимаемых сигналов акустической эмиссии расшир етс , так как амплитуда сигнала с электродов преобразовател  не зависит от частоты колебаний.

На фиг. 2 показана огибающа  прин того сигнала акустической эмиссии разработанным преобразователем (а) и преобразователем типа ППР-022 (б). При одинаковой амплитуде огибающей на выходе последнего по вл етс  цела  сери  электрических сигналов, св занна  с многократным действием пр мого и обратного пьезоэффектов. Причем, помимо ложной дополнительной информации, происходит искажение не только формы, но и других параметров сигнала (длительность, амплитуда и т.д.). В раз- работанном преобразователе эти недостатки устранены,

На фиг 3 показаны амплитудно-частотные характеристики преобразовател  типа ППР-022 (а) и разработанного (б). Полоса рабочих частот преобразовател  ППР-022 составл ет около 120 кГц, в то врем  как у разработанного более 5 МГц. Причем ограничение полосы на частоте 5 МГц св зано уже с полосой рабочих частот регистрирую щей аппаратуры.

Таким образом, преобразователь дл  приема сигналов акустической эмиссии сочетает в себе высокую чувствительность резонансных пьезоэлектрических преобразователей и широкополосность емкостных датчиков.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Пьезоэлектрический преобразователь дл  приема сигналов, акустической эмиссии , содержащий корпус, установленный в нем пьезоэлемент, размещенный на его нерабочей поверхности первый электрод и заполн ющий пространство между стенками корпуса и пьезоэлементом компаунд, отличающийс  тем, что, с целью расширени  полосы частот принимаемых сигналов при сохранении чувствительности, он снабжен вторым электродом, размещенным над первым электродом, и расположенным между электродами диэлектрическим изолирующим слоем.

   Лотн.ед . it