Способ управления пьезокерамическим преобразователем

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля. Цель изобретения - повьшение качества управления путем создания способа изготовления пьез.окерамических преобразователей с уменьшенным отклонением коэффициента преобразования. Устанавливают на одну из рабочих поверхностей акустической нагрузки 4 преобразователь 5, а на противоположную поверхность - контролируемый пьезопреобразователь 2. Возбуждают ультразвуковые колебания в акустической нагрузке 4 от генератора 1. Принятые преобразователем 5 сигналы подают на усилитель 6. Сравнивают амплитуду и полярность сигналов номинального и контролируемого преобразователей. Если амплитуды и полярности номинального и контролируемого преобразователей отличаются, то на последний подают постоянное напряжение от источника 3 и выбирают направление управления в зависимости от полученных соотношений между значениями амплитуд и полярностей принятых сигналов.. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1381384 А 1.(g!! 4 G О! N 29 /04

ВС ТГаорр% 1

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4022261/24- 1 0 (22) 06. 02. 86 (46) 15. 03. 88. Бюл. Ф 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (72) А.Ф.Мельканович, Г.В.Пябус и О.И.Касьянов (53) 620.179.16(088.8) (56) Вайнер Т.М. и др. О влиянии постоянного электрического поля на коэффициент преобразования пьеэопреобраэователей. — Дефектоскопия, 1979, Ф 1, с.52-55. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к области неразрушающего контроля, Цель изобретения — повышение качества управления путем создания способа изготовления пьезокерамических преобразователей с уменьшенным отклонением коэффнциента преобразования. Устанавливают на одну из рабочих поверхностей акустической нагрузки 4 преобразователь 5, а на противоположную поверхность — контролируемый пьеэопреобразователь 2 ° Возбуждают ультразвуковые колебания в акустической нагрузке 4 от генератора 1. Принятые преобразователем 5 сигналы подают на усилитель

6. Сравнивают амплитуду и полярность сигналов номинального и контролируемого преобразователей. Если амплитуды и полярности номинального и контролируемого преобразователей отличаются, то на последний подают постоянное напряжение от источника 3 и выбирают направление управления в зависимости от полученных соотношений между значениями амплитуд и полярностей принятых сигналов., 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1381384

Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии для получения преобразователей с малыми допусками параметров, Целью изобретения является повышение качества управления путем создания способа изготовления пьезокерамических преобразователей с уменьшенным 10 отклонением коэффициента преобраэо1 вания.

На фиг.1 изображена блок-схама устройства для реализации предлагаемого способа в случае, когда контро- 15 лируемый и вспомогательный преобразователи установлены на акустиче=кую нагрузку из твердого тела (в качестве излучателя использован контролируемый преобразователь, а приемником служит 20 вспомогательный преобразователь), на фиг.2 — блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа, когда преобразователь нагружен на жидкую среду и работает в совмещенном 25 режиме; на фиг.3 — график зависимости относительного измерения коэффициентов преобразования k„ от электрического напряжения U (сплошная линия для случая, когда V меняется (по закону) от О до U от U до О, от О до

-U, от .-U до 0, Пунктиром показано ! изменение U для четырех циклов измес нения U, при изменении U no закону от 0 до U„ от U äî О. Вверху пока- З5 з.ано, когда U c Ц„(U„v Uc o U ), внизу — для случая JJ v U„(U„ Uñ с Uo ) °

Устройство для реализации предлагаемого способа (фиг, 1) содержит генератор 1 электрических импульсов, 40 подключенный через разделительный конденсатор С, к пьезокерамическому преобразователю с номинальным значением коэффициента преобразования или контролируемому пьеэокерамическому преобразователю 2, подключенному через ограничительный высокоомный резистор R к источнику 3 постояннсго напряжения и установленному на акустическую нагрузку 4, на противополож- 5 ной рабочей стороне которой установлен вспомогательный преобразователь

5. Последний соединен с широкополосным усилителем 6, выход которого соединен с индикатором 7 (осциллогра.фом).

Устройства для реализации предлагаемого способа при совмещенном методе контроля с нагрузкой на жидкую среду (фиг,2) содержит генератор электрических импульсов, подключенный через разделительный конденсатор

С, к пьеэокерамическому преобразователю с номинальным значением коэффициента преобразования или контролируемому пьезокерамическому преобразователю 2, подключенному через ограничительный резистор R к источнику

3 постоянного напряжения и установленному на акустическую нагрузку— в иммерсионную ванну с жидкостью 4, на оснонании которой установлен плос-. кий отражатель .5. Контролируемый преобразователь 2 одновременно соединен через конденсатор С с широкополосным усилителем 6, далее соединенным с индикатором 7. Конденсатор С предназначен для защиты входа усилителя

6 от напряжения поляризации. Резистор R служит для стекания заряда с конденсатора С

Способ реализуют следующим обра-„ зом.

Устанавливают на одну из рабочих поверхностей акустической нагрузки 4 вспомогательный преобразователь 5, а на противоположную рабочую поверхность акустической нагрузки 4 — пьезокерамический преобраэонатель с номинальным значением коэффициента преобразования 2. Возбуждают ультразвуковые колебания в акустической нагрузке 4 преобразователем 2 от генератора 1. Принятые вспомогательным преобразонателем 5 сигналы подают на усилитель 6. Фиксируют амплитуду и полярность по индикатору осциллографа.7. Затем на место пьезокерамического преобразователя с номинальным коэффициентом преобразования устанавливают контролируемый пьезокерамический преобразователь 2 и проводят повторные измерения. Сравнинают амплитуду и полярность сигналов номинального и контролируемого преобразователей.

Если амплитуда и/или полярность контролируемого преобразователя отличается от амплитуды и/или полярности номинального, то подают на контролируемый пьезокерамический преобраэонатель

2 постоянное напряжение от источника

3, выбирают направление управления в зависимости от полученных соотношений между значениями амплитуд и полярностей принятых сигналов.-Включают встречно постоянное напряжение внутреннему полю пьеэопластины, если

1381384

) U j > I U (и импульсы одной полярности, следят за изменением амплитуды

Up, чтобы lU„ l > l U ) > U l, при плавном многократном изменении постоянно5 го напряжения от О до UI, и обратно до О. Повторяют изменение направления до получения наименьшей разности

lU -U j . .Включают напряжения поляризации согласно внутреннему полю пьезопластины контролируемого преобразователя, если jU j > ) U j и принимаемые импульсы одной полярности, следят за изменением амплитулы U,, чтобы jU j>

> j U j > IUx), при плавном многократном изменении амплитуды от О до U„ и.обратно до О. Повторяют изменение напряжения до получения наименьшей разности lU -U !.. Включают напряжение поляризации встречно внутреннему полю 20 пьезопластины испытуемого преобразователя, следят, чтобы jU,! > l U l IIpu плавном многократном изменении постоянного напряжения от О до U и обратно до О, где )Uöj > Exl 1. Повторяют25 изменение напряжения до получения наименьшей разности IU -U l .

Формула изобретения

1. Способ управления пьезокерамическим преобразователем, заключающийся в том, что устанавливают на акустическую нагрузку вспомогательный пьезокерамический преобразователь и/или контролируемый пьезокерамический преобразователь, возбуждают в акустической нагрузке вспомогательным или контролируемым пьезокерамическим преобразователем акустические 40 колебания, принимают их одним из преобразователей, фиксируют значения амплитуды принятого электрического сигнала, подают на контролируемый пьезокерамический преобразователь 45 электрическое постоянное напряжение

6 и изменяют его значения, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества управления путем уменьшения отклонения коэффициента 50 преобразования, заменяют контролируемый пьезокерамический преобразователь на пьеэокерамический преобразователь с номинальным значением коэффициента. преобразования, фиксируют значение и полярность амплитуды принятого электрического сигнала, снимают пьезокерамический преобразователь с номинальным значением коэффициента преобразования, устанавливают контролируемый пьезокерамический преобразователь, фиксируют значения и полярность амплитуды электрического сигнала, подают на него электрическое напряжение, создающее электрическое поле, встречное внутреннему полю пьезоэлемента контролируемого пьезокерамического преобразователя, когда

Ф

j U l? l U или полярности U u U „ различны, и согласное электрическое поле, когда j U )с- ) U !, плавно изменяют напряжение!О от О до U è обратно до О, повторяют изменение напряжения до получения наименьшей разности

jф-Upj, причем значение подаваемого напряжения устанавливают соответствующим условиям.

jUj>!б j>jU при ju„j 7 ju l и.одинаковой полярности U U ! Uz )z !Uс! () По! при lU < gp! одинаковой полярности U, Up, 1У 10. при различных полярноI U„i > «@к! 1 1

UK э U0у где U - значения амплитуды электрио ческого сигнала, зафиксированное при установке пьезокерамического преобразователя с номинальным значением коэффициента преобразования;

U - значение амплитуды принятого

М электрического сигнала, зафиксированное при установке контролируемого пьезокерамического преобразователя до подачи постоянного напряжения U;

U - значение амплитуды принятого с электрического сигнала, зафиксированное при установке контролируемого пьезокерамического преобразователя при

U=U в первом цикле изменения U от О до Ux, U — наибольшее значение электриН ческого напряжения U.

Е „- напряженность коэрцитивного поля в пьезоэлементе контролируемого пьезокерамического преобразователя до подачи электрического напряЖения 0;

1 — толщина пьезоэлемента контролируемого пьезокерамического преобразователя.

2 . Способ по п.1, о т л и ч а— ю щ и Й с я тем, что значения U

1381384 где U„, одного или нескольких последних цик лов изменения напряжения U выбирают йз неравенства

l UH l с . О„ и

U — значения U соответ" ственно в последующем и предыдущем циклах. физ 1

1381384

Составитель М.Шахов

Техред Л.олийнык

Редактор Е.Копча

Корректор Н.Король

Заказ 1180/39 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раужская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4