Способ контроля пьезокерамических преобразователей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУЬЛИК га аг 80528 г 5 гг 4 а 01 ОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬС(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ(57) Изобретение относится к неразрушающему контролю, Целью изобретения является повышение точностиконтроля пьезопреобразователей засчет повышения точности оценки функции взаимной корреляции откликовэталонного и контролируемого преобразователей на входной электрическийсигнал, Сущность способа заключаетсяв том, что эталонный и контролируеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ОПИСАНК А ВТОРСНОМУ мый преобразователи возбуждаются белым электрическим шумом в диапазонечастот 0,1 Х Р и 10 йр, где Ер - резо"нансная частота контролируемогопреобразователя. Белый электрическийшум обладает свойствами стационарности и равномерности. Таким сигналомможно возбудить в материале преобразователя в заданном диапазоне частот совокупность упругих стоячихволн. Энергетическое условие возбуждения каждой такой волны одинаково,что создает во всем возбужденномспектре частот одинаковые исходныеусловия и позволяет повысить точность и достоверность сравнительного анализа. Кроме того, стационарность белого шума позволяет получатьстатистические оценки параметровоткликов, не зависящих от времени.Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при неразрушающем контроле и определении дефектов в активных элементах и блоках пьезокерамических 5 преобразователей.Целью изобретения является повьппение точности контроля пьезокерамических преобразователей на идентичность их параметров и наличия дефек" тов за счет повьппения точности оценки функции взаимной корреляции откликов эталонного и контролируемого преобразователей на входной электрический сигнал,На чертеже представлена структурная схема, реализующая способ контроля пьезокерамических преобразова" :т елей. 20 ески едую еской обра" 55о и контроей можнопараметровумовые отклиестной стати ков эталонно реобразовател идентичностьэтой целью ируемого пределит ткликов. Схема содержит генератор 1 белогошума, эталонный преобразователь 2,исследуемый преобразователь 3 и коррелометр 4, Эталонный и исследуемыйпреобразователи 2 и 3 подключены квыходу генератора 1 и входу коррелометра.Способ контроля пьезокерамич хпреобразователей реализуется слщим образом. 30Генератор 1 белого шума возбуждает одновременно в эталонном и контролируемом преобразователях 2 и 3за счет обратного пьезоэффекта упругоешумовое поле. Прохождение и от- З 5ражение каждой из гармоник упругого шумового поля в материале преобразователя зависит от конструкции преобразователя, наличия в нем различных дефектов, упругих и электрофизичес ких параметров преобразователя. Да,лее результат суммарного взаимодействия этих гармоник из-за прямого пьезоэффекта преобразуется на выходе преобразователя в шумовой сигнал 45 отклика. Этот шумовой отклик является наиболее информативно насьпценным, поскольку имеет большой набор гармонических составляющих (часть из них будет подавлена из-за резонансных 50 свойств преобразователя), и в нем содержится информация о техническом состоянии пьезокерамического преобразователя.При совм чботке откли гвычисляет следующее выражение: совагсгц(-1 оэффицие де К(0)- максим та вза мнои корреткликов эта ляциио ног и контролипреобразоваи нулевом руемо телей време ом сдвиг ого С)иу) - отклики этали контролир преобразова на воздейст лого электри шума, соотв но,емогоелейие беческог стве количество отсчетов,модули Юнга эталонЕмсс . ного и исследуемогпреобразователейсоответственно,Ь - характеристиричес"кий размер преобразователя, определяющий его основную моду1 - плотность материалапьезокерамики,- ширина полны прпускания эталонн о- ого пьезопреоб ля по уроввинной мощ ости модулей исследуемого зоват ю полоости. угос онтПри иден в матери ки эталонного и контролируемого преобразователей для обработки подаются на входы коррелометра 4, где определяется оценка функции из взаимной корреляции. Преобразователи 2 и 3 воз. бухаются белым электрическим шумом в полосе частот от 0,1 И до 101 где Г - частота основного резонансаепреобразователя.Затем отклики эталонного и контролируемого преобразователей подают для совместной статистической обработки на входы коррелометра, который по алгоРитму1280528 Составитель В.ЕвстраТехред.В.Кадар Решетник дактор А.Долинич оррек Заказ 7062/5 ираж 778ударственного коизобретений и оЖ, Раушская ноР митета ССС крытий наб., д. 4 ВНИИПИ Г по дел 13035, Москв ктная, 4 . ролируемого преобразователей (случай отсутствия дефектов в исследуемом преобразователе) максимум коэффициента взаимной корреляции будетравен 1. Если же модули упругостихотя бы немного отличаются из-за наличия дефектов в материале исследуемого пьезокерамического преобразователя, то это приведет к уменьшению максимума коэффициента взаимной 10корреляцииДля каждого конкретного вида пьезокерамических преобразователей допустимое пороговое уменьшение коэффициента взаимной корреляции должно быть предварительно 15экспериментально определено. В общемслучае пороговое значение коэффициента взаимной корреляции для идентичных преобразователей не должно бытьменьше 0,92. 20 Результаты расчета коэффициента взаимной корреляции, использующегося как мера идентичности эталонного и исследуемого пьезокерамических пре образователей, автоматически отображается на цифровом индикаторе корПроизводственно-полиграфическое релометра и на внешнем осциллографе. Это позволяет легко автоматизировать процесс контроля, повыситьего точность и численно определитьстепень идентичности эталонного иконтролируемого пьезокерамическихпреобразователей. Формула изобретения Способ контроля пьезокерамическихпреобразователей, эаключаюпдйся втом, что одновременно возбуждаютэлектрическим сигналом эталонный иконтролируемый преобразователи, определяют коэффициент взаимной корреляции и по его максимуму оцениваютидентичность преобразователей, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности контроля,в качестве электрического сигналадля возбуждения эталонного к контролируемого преобразователей используют белый шум с частотным диапазоном(0,1-10)Е р где Е " основная резонансная частота контролируемогопреобразователя,ятие, г. Ужгород, ул