Способ проверки закрепленных на объекте резонансных пьезоэлектрических преобразователей

Способ проверки закрепленных на объекте резонансных пьезоэлектрических преобразователей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор изобретения

В. M. Тимофеев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОВЕРКИ ЗАКРЕПЛЕННЫХ НА ОБЬЕКТЕ РЕЗОНАНСНЬ1Х

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

2я (в н а, 3

Изобретение относится к технической акустике и может найти применение для контроля резонансных электроакустических преобразователей.

Из основного авт.св. Р 547977 известен способ проверки закрепленных на объекте резонансных пьезоэлектрических преобразователей, основанный на электрическом импульсном возбуждении преобразователя, селекции отклика и его спектральном анализе, Возбуждение преобразователя осуществляется радиоимпульсом, .10 частота заполнения которого равна резонансной частоте преобразователя, а число периодов колебаний равно значению, при котором границы главного лепестка спектра импульса совпадают

15 с границами резонансной характеристики преобразователя, измеренными на уровне О,1 от максимума (1) .

Однако, спектр импульса в этой области неравномерен, что требует частотной коррекции

20 отклика перед его анализом, и приводит к ошибкам при проверке преобразователя.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля преобразователей.

Указанная цель достигается тем, что частоту заполнения.радиоимпульса меняют по линейному закону в пределах границ резонансной характеристики преобразователя со скоростью", определяемой выражением где Ь f — ширина резонансной характеристики преобразователя, измеренная на уровне 0,707 от максимума, Гц.

fg u fH — соответственно верхняя и нижняя границы диапазона изменения частоты.

На чертеже изображены графики резонансной характеристики преобразователя A(f) (кривая 1) и спектра импульса возбуждения $(1) (кривая 2). Пунктирная кривая 3 изображает спектр импульса, частота заполнения которого зап равна резонансной частоте Фр контролируемого преобразователя и остается неизменной.

При выборе параметров импульса возбужде ния по описанному выше правилу его спектральQ В где fp — резонансная частота преобразователя, Гц.

Постоянная времени т характеризует время установления колебаний преобразователя при подключении к нему напряжения с частотой fp.

Практически можно считать, что колебания устанавливаются через время, равное 2,5 — 3 т.

Это время и определяет минимально возможную длительность радиоимпульса Т, частота заполнения которого постоянна и равна резонансной fp.

B предлагаемом способе частота заполнения меняется симметрично по отношению к частоте f и в небольших пределах, поскольку резонансные преобразователи имеют высокую добротность. По эгой причине длительность

55

6981 ная характеристика близка к прямоугольной, а и области частот резонансной характеристики преобразователя распределено свьппе 95% энергии возбуждения.

Закрепленный на обьекте пьезопреобразователь является двухполюсником, а сигналы возбуждения и реакции (отклик) следуют по одному каналу, что исключает возможность одновременного возбуждения преобразователя и анализа его отклика. Если скорость измене- 10 ния частоты заполнения мала, то действие такого импульса эквивалентно действию радиоимпульса с частотой заполнения, равной максимальной fB, если частота увеличивается, или минимальной, если частота уменьшается. Спектр 15 такого импульса прямоугольный, однако реакция на действие первых периодов импульса, т.е. его начальной части, успевает значительно уменьшиться или закончиться вообще, так как длительность импульса велика.

Если скорость изменения частоты заполнения увеличивается, то число периодов колебаний в импульсе и его длительность уменьшаются.

Вершина спектральной характеристики импульса все более округляется, и увеличивается длительность ее фронтов. Лальнейшее увеличение скорости изменения частоты приводит к вырождению радиоимпульсов в видеоимпульс, который мало пригоден проверке резонансных преобразователей. 30

1Io этой причине выбор скорости изменения частоты заполнения должен быть осуществлен в строгом соответствии с инерционными свойствами контролируемого преобразователя. Мерой инерционных свойств резонансного преобразователя, как и любой другой резонансной системы, является его постоянная времени т, которая связана с добротностью соотношением

71 4 импульса с переменной частотой заполнения выбирают равной длительности импульса с постоянной частотой заполнения, т.е. Т = 3 т. Лаже если резонансная частота fp не является средней частотой диапазона f -f„, а смещена в ту или иную сторону, значение длительности импульса Т может быть сохранено.

По длительности импульса и диапазону изменения частоты заполнения находят скорость изменения этой частоты

2: (в- н1 (3 =

Т

Имея 1 =3 = — и Я= — —

21K fp получают окончательное выражение для скорости

Возбуждение радиоимпульсом с переменной частотой заполнения позволяет отказаться от частотной коррекции отклика преобразователя, поскольку спектр такого импульса имеет плоскую вершину. При этом повышается и доля энергии импульса, распределенная в эффективной области частот резонансной характеристики преобразователя, что приводит к повышению достоверности контроля преобразователей.

Формула изобретения

Способ проверки закрепленных на объекте резонансных пьезоэлектрических преобразователей по авт.св. N 547977, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, частоту заполнения радиоимпульса меняют по линейному закону в пределах границ резонансной характеристики преобразователя со скоростью, определяемой выражением.

27 (1 в У н ) ь|

)Ъ =

rye Ы вЂ” ширина резонансной зарактеристики преобразователя, измеренная на уровне 0,707 от максимума, Гц.

1в и 1н — соответственно верхняя и нижняя границы диапазона изменения частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 547977, кл. Н 04 R 17/00, 1977.

698171

Составитель В. Пирогов

Техред С.Мигай

Корректор В. Бутяга

Редактор Л. Алексеенко

Тираж 775 Подписное

UHHH11H Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5,Заказ 6580/21

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4