Céramique piézoélectrique pour la technologie des tests non destructifs

Matériaux piézoélectriques Piezoélectriquedisctransducteuront d'excellentes propriétés de couplage électrique de force et sont largement utilisées dans le domaine des tests non destructeurs. La technologie de test non destructive des vibrations piézoélectriques a les caractéristiques suivantes: 1) il est sensible aux petits dommages internes des grandes structures; 2) une large plage de fonctionnement linéaire stable et fiable et fiable, capable de s'adapter à des conditions de travail plus compliquées; 3) Stabilité plus fiable. Le traitement des données ultérieur est simple. Cet article présente la conception globale du dispositif de test non destructif piézoélectrique.

Tout d'abord, un générateur de signal et un excitateur piézoélectrique sont sélectionnés comme partie d'excitation et la partie d'émission de signal. Le dispositif central de la partie d'excitation est une céramique piézoélectrique, et l'opération spécifique est la suivante: Premièrement, la céramique piézoélectrique est collée ou enfouie à la surface ou à l'intérieur de la pièce d'essai composite. De cette façon, les composants de détection et d'excitation peuvent être connectés en même temps; Ensuite, un signal d'onde carré de tension typique est généré par le générateur de signal, et le signal de tension d'onde carré est facile à générer et a une précision d'analyse élevée. Selon l'effet piézoélectrique inverse, la céramique piézoélectrique soumise à une excitation de tension sera déformée pour entraîner la pièce d'essai composite pour générer un signal de vibration périodique. L'énergie de la structure interne change également. La vibration périodique de la structure entraînera à son tour la déformation de la céramique piézoélectrique; Selon l'effet piézoélectrique positif, le capteur piézoélectrique générera un signal de tension variant périodiquement, recueillera le signal, l'amplifient avec un amplificateur, puis filtrera une interférence. Le signal est envoyé à la jauge de déformation de résistance, puis l'instrument d'acquisition numérique est utilisé pour numériser le signal collecté, et finalement connecté à l'ordinateur pour analyser et traiter le signal. Cela permet l'analyse des paramètres structurels internes du composite.La machine à test de traction électronique est principalement utilisée pour le test de traction des matériaux. Le modèle sélectionné est la machine de test de traction électronique WDW300. Les avantages sont les suivants:

1) Il est possible de charger et de mesurer la pièce d'essai avec une haute précision;

2) Le système de régulation de vitesse sans étape de moteur à courant continu et de thyristor peut réaliser un ajustement sans étape.

L'instrument de détection de la charge sélectionne le capteur de charge de traction de type BLR42. La méthode de connexion est sous forme de pont de Wheatstone. La jauge de déformation de résistance et les composants élastiques sensibles sont fixés à la pièce d'essai. La méthode de collage peut être le mode de pont complet, qui peut améliorer la sensibilité; cet instrument est moins cher et peut générer des formes d'onde arbitraires et des signaux larges. L'oscilloscope utilise l'oscilloscope à double piste et l'affichage à double piste pour observer le signal d'excitation et le signal de réponse simultanément. En comparant l'enregistrement du signal par le collecteur avec le signal affiché sur l'oscilloscope, vous pouvez déterminer si le signal acquis est déformé et le degré de distorsion; Vous pouvez également observer l'affichage du signal sur l'oscilloscope pour vous assurer que la tension de signal envoyée au collecteur ne dépasse pas l'autorisation maximale du collecteur.

LaAnneau piézocéramique de matériaux PZT8Dans le capteur piézoélectrique, a une résistance interne très élevée et la puissance du signal de sortie est petite. Généralement, il ne peut pas être affiché directement, enregistré et utilisé, et doit subir une transformation d'impédance et une amplification du signal. Par conséquent, le circuit de mesure utilisé avec lebague en céramique piézoélectrique du matériau durDoit être un préamplificateur d'impédance d'entrée élevé, qui a deux fonctions: la première consiste à amplifier le signal faible du capteur piézoélectrique; La seconde consiste à sortir le capteur avec une impédance élevée. Transformé en une sortie à faible impédance. L'amplificateur de charge peut être sélectionné à partir de l'amplificateur de charge DHF2A produit. La jauge de déformation de résistance de l'appareil est de type YD28. La jauge de déformation a un circuit de rétroaction à l'intérieur, qui peut automatiquement zéro et éliminer la dérive zéro. La jauge de déformation présente également les avantages d'un faible bruit, d'une large réponse en fréquence et d'une stabilité élevée. Un circuit de protection interne de puissance élimine certains facteurs dangereux.

L'instrument d'acquisition de données WSUSB utilisé dans ce document a 16 canaux. L'instrument est un appareil relativement avancé avec une technologie de balayage de canaux automatiques et une mémoire tampon FIF0, de sorte que les données peuvent être automatiquement collectées et traitées, et la vitesse de traitement est également assez élevée. L'acquisition de signal utilise un logiciel. Le logiciel d'analyse et de traitement du signal utilise le logiciel V.0205, qui est compatible avec le système d'exploitation. Par conséquent, l'installation est pratique, et elle peut être auto-apprise en fonction des instructions. Au cours de l'expérience, certains facteurs non liés interféreront toujours avec le test, comme la haute et basse tension, l'interférence des champs électriques et magnétiques externes. Par conséquent, il est très nécessaire de réguler le signal d'entrée. Après des essais et des tests répétés, j'ai constaté que le régulateur de tension SM7801J AC peut atteindre cet objectif.

La collecte des signaux doit faire attention:

1) Le signal de mesure ne doit pas dépasser la valeur maximale;

2) Le rapport signal / bruit du signal d'entrée est relativement élevé. S'il y a plus de signaux de bruit, il doit être traité par le filtre;

3) Testez et analysez la vitesse de conversion du collecteur, la vitesse de traitement de l'ordinateur et la vitesse de transmission de l'interface.

Les étapes de conception expérimentales de cet article sont divisées en:

1) Le cristal en céramique piézoélectrique est soudé et fixé à la surface de l'échantillon de faisceau composite à base de fibre de carbone. Et tester les performances de ce capteur fait maison;

2) Vérification des performances de l'instrument utilisé dans le test. Déboguez l'instrument et définissez les paramètres;

3) Un échantillon composite sain est testé et le signal est enregistré dans un seul canal;

4) Mettez la pièce d'essai sur la machine à traction électronique, ajoutez une pression croissante à la pièce d'essai, le test du signal et l'enregistrement dans le processus de chargement (c'est-à-dire le processus de dommage de l'échantillon) et l'acquisition à double canal;

5) Entrez le signal collecté dans l'ordinateur, utilisez un logiciel pour la conversion de données, puis effectuez une analyse du spectre.