Устройство для проверки закрепленных на объекте резонансных пьезопреобразователей

Устройство для проверки закрепленных на объекте резонансных пьезопреобразователей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сома Советских

Социалистических

Реснубпин по864590

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву е 669494 (22) Заявлено 151 1.79 (21) 2842097/18-10 с присоединением заявки Но— (23) ПриоритетОпубликовано 1509.81,6юллетеиь М 34

Дата опубликования описания 1509.81

К 3

H 04 R 17/00

Государственный комитет

СССР. по делам изобретений и открытий (53) НЖ 534. 232 (088. 8) (72) Автор изобретеиия

В.М. Тимофеев

I (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЗАКРЕПЛЕННЫХ

НА ОБЬЕКТЕ РЕЗОНАНСНЫХ ПЬЕЭОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ кн

С =С

Ш QPKH-K где Сш

30 емкость шунтирукщего конденсатора, Изобретение относится к технике измерения параметров пьезоэлектрических преобразователей и может быть применено в устройствах и системах, импользующих эти преобразователи для проверки их исправности.

По основному авт. св. Р 669494 известно устройство для проверки закрепленных на объекте резонансных пьезопреобразователей, содержащее генератор, исследуемый пьезоэлектрический преобразователь и формирователь, состоящий из схемы селекции, фильтра, преобразователя и детектора, соединенных между собой последовательно, эталонный пьезоэлектрический преобразователь, второй формирователь, сумматор, амплитудный дискриминатор, коммутатор и имитатор объекта, выполненный в форме куба из того же материала, из которого изготовлен объект, причем эталонный преобразователь закреплен на поверхности имитатора, а оба преобразователя соединены с генератором через коммутатор, а через формирователи с сумматором, выход которого подключен к амплитудному дискриминатору (1).

Однако это устройство позволяет производить с высокой точностью кон- троль пьезопреобразователей только на их резонансных частотах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем повышения точности определения характера и степени дефекта пьезопреобразователей на частотах вне их резонанса.

l0

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство введены переключатель, второй идентичный контролируемому эталонный преобразователь и конденсатор, причем выход переключателя соединен с входом второго формирователя, а .каждый из входов соединен с эталонными преобразователями, второй из которых закреплен на имитаторе объекта с жестко20 стью, равной предельно допустимой, а первый шунтирован конденсатором, емкость которого определяется из соотношения

864590 с емкость конi ролируепР мого преобразователя вместе с присоединенным к нему кабелем, К и К вЂ” значения нормального

Н и предельно допустимого коэффициентов

5 преобразования преобр аэ он ателей.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство состоит иэ генератора электрических импульсов возбуждения 1, выход которого посредством коммутатора 2 поочередно подключается к 15 входам двух формирователей, каждый иэ которых состоит из включенных последовательно схемы селекции 3 отклика преобразователя, перестраиваемого фильтра 4 и детектора 5. Выходы ка- 20 налов подключены к входам сумматора с дискриминатором, являющегося индикатором 6. К входу первого формирователя подключен контролируемЫй преобразователь 7, закрепленный на объекте

8. К входу второго формирователя посредством переключателя 9 подключаются эталонные преобразователи 10 и 11,, установленные на имитаторе объекта 12.

Преобразователь 10 закреплен на имитаторе объекта 12 с нормальной жесткостью и снабжен шунтирующим конденсатором 13. Преобразователь 11 закреплен с жесткостью, равной предельно допустимой.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 синхронизиронан с коммутатором 2 таким образом, чт о момент коммутации на время т „, равное,40 например длительности импульса возбуждения Г, упреждает начало формирования этого импульса, а период КоМ мутации Т в два раза превышает период повторения импульсов возбужде- 45 ния Т . Диаграмма 14 (фиг. 2) илповт люстрирует работу генератора 1, а диаграммами 15 и 16 показана работа коммутатора 2 (время замыкания и разьыкания его контактов). На входе каж- 50 дого формиронателя появляется суммарный сигнал в виде периодической последовательности импульсов возбуждения и следующих после их окончаний затухающих ОткликОв кОнтрОлируемого и одного из образцовых (смотря какой из них подключен) преобразователей (диаграмьы 17 и 18). Схемы селекции

3 выделяют отклики этих преобразователей (диаграмма 19 и 20) из соответствующих суммарных сигналов. С 60 помощью перестраиваеьых фильтров 4 из откликов выделяются необходимые ! спектральные составляющие, которые детектируются детекторами 5, а затем подаются на индикатор 6, 65

Поочередное возбуждение контролируемого и одного из эталонных преобразователей от одного генератора обеспечивает полную идентичность возбуждающих воздействий, Второй формирователь вместе с закрепленными на имитаторе объекта образцовыми преобразователяМи выполняет роль опорного при сравнениях. Этот формирователь позволяет имитировать наиболее распространенные неисправности преобразователя — уменьшение коэффициента преобразования и нарушение контакта преобразователя с объектом. Кроме того, он дает информацию о предельно допустимых значениях контролируемых параметров. Шунтирование преобразова--. теля 10 конденсатором 13, значение емкости которого выбирается по указан ной формуле, эквивалентно уменьшению коэффициента преобразования этого преобразователя до величины, равной предельно допустимой. Шунтирование пьезопреобразователя емкостью вызывает уменьшение коэффициента преобразования, поскольку отклик преобразователя появляется после окончания импульса возбуждения в виде напряжения на конденсаторе, образованном суммарной емкостью пьезоэлементов и соединительного кабеля.

Опорный канал воспроизводит тре-, буемый параметр в тех же единицах и в том же масштабе, что и канал контролируемого преобразователя. Ймитатор объекта не связан с самим объектом, а эталонные преобразователи не испытывают со стороны объекта никаких воздействий, которые могут вызвать изменение их параметров.

Эти преобразователи вместе с имитатором объекта могут быть расположены в корпусе устройства, а само устройство может являться частью работающей с контролируеьыми преобразователями нторичной аппаратуры.

Наличие имитаторон двух рассматриваемых неисправностей является необходимым и достаточным условием для осуществления всесторонней оценки состояния закрепленного на объекте пьезопреобразователя, так как другие неисправности приводят к столь значительным искажениям амплитудно-частотных характеристик преобразователя, что могут быть обнаружены без использования соответстнующих имитаторов. Например, обрыны и короткие замыкания в преобразователе или в кабельной линии приводят к отсутствию отклика, а нарушение целостности элементов преобразователя или их механических связей друг с другом — к резкому изменению спектрального со- става отклика.

Предложенное устройство может быть использовано не. только для конт,роля преобразователей в процессе их эксплуатации, но и при их сборке в

864590

Формула изобретения процессе изготовления, при закреплении на объекте и в исследовательских целях при отработке новых конструкций, при проверке преобразователей различных типов и назначений: генераторов и приемников ультразвуковых колебаний, преобразователей.,вибрационных и ударных процессов, преобразователей дефектоскопов и др.

Устройство для проверки закрепленных на объекте резонансных пьеэопреобразователей по авт. св. Р 669494, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем повышения точности определения характера и степени дефекта пьезопреобразователей. на частотах вне их резонанса, в него введены gP переключатель, второй идентичный контролируемому эталонный преобразователь и конденсатор, причем выход

ВНИИПИ Заказ 7834/87 .Тираж 701 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 переключателя .оадинен со входом второго формирователя, а каждый иэ входов соединен с эталонными преобразователями, второй иэ которых закреплен на имитаторе объекта с жесткостью, равной предельно допустимой, а первый зашунтирован конденсатором, емкость которого определяется из соотношения где Кн и К „ — значения нормального и предельно допустимого коэффициентов преобразования преобразователей, С пр — емкость контролируемого преобразователя с соединительным кабелем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 669494, кл. Н 04 В 17/00, 1978.