在聲發射技術的應用(yòng)中,傳感器是獲取信息的關鍵部件之一。就A傳感器的發展分三個專題即《壓電換能(néng)器》《接觸傳感器和(hé)光檢測器》及《傳感器的标準》作(zuò)了(le)概述。
1、壓電換能(néng)器--獲取聲發射信息的最大(dà)困難來(lái)自(zì)噪聲的幹擾,因此,提高(gāo)傳感器的靈敏度和(hé)選擇合适的頻率窗口是研制傳感器和(hé)改善其性能(néng)的一個重點。目前主要仍然是采用(yòng)壓電陶瓷換能(néng)器,大(dà)多數共振頻率在100KH2 1MHz除壓電陶瓷外(wài),還有新的壓電材料如:用(yòng)亞乙烯氧(Vinylidenefluoride)和(hé)三氧乙烯(Trifluroethylene)的聚合物什(shén)敏感元件的換能(néng)器。其優點是低(dī)成本、寬動态範圍、缺點是工(gōng)作(zuò)溫度不能(néng)超過70℃,靈敏度比壓電陶瓷差。壓電傳感品中獲得标志性進展的是MBS(美(měi)國國家标準局,現(xiàn)爲NIST)提出的錐形寬帶換能(néng)器,沒有陶瓷壓電換能(néng)器共振物性的幹擾,能(néng)接近達到(dào)傳遞函數爲常數的要求。錐形壓電換能(néng)器提出後,北京航空(kōng)航天大(dà)學在保護膜、背襯、接地及增加内或前置放(fàng)大(dà)器等方面做了(le)改進。
2、非接觸傳感器和(hé)光檢測器--壓電式傳感器的優點是:價廉、容易使用(yòng)、靈敏度高(gāo),缺點是(1)絕對(duì)校準比車困難;(2)對(duì)不同的聲波模式(例如縱波和(hé)表面波)響應不同;(3)頻響很(hěn)難避免傳感器或電路的共振影響;(4)檢測時(shí),傳感器耦合在試件表面會(huì)引起傳遞聲波的畸變;(5)耦合劑的使用(yòng)增加檢測的未知(zhī)因素;(6)傳感器尺寸木(mù)對(duì)較大(dà),隻能(néng)得到(dào)接觸面區(qū)域的平均測量效果。因此,要研究開(kāi)發非接觸式的寬帶傳感器電容式傳感器和(hé)激光幹涉原的光檢測器。非接觸式傳感器的靈敏度偏低(dī),使用(yòng)不方便,必須在簡化結構,增強實用(yòng)性方面作(zuò)改進。
3、傳感器的校準-一傳感器的校準量進行班的定量研究,不同數據互換和(hé)從(cóng)E信号中獲取源信息的基礎。電容式傳感器和(hé)光探測器絕對(duì)校準相對(duì)簡單。
校準咀傳感器最簡單的方法是把它和(hé)靈敏度已知(zhī)的“标準”傳感器在模拟源作(zuò)用(yòng)下(xià),進行輸出比對(duì)得出。E傳感器較準研究中最突出的進展是互易校準和(hé)表面脈沖校準。互易校準是一種傳統的絕對(duì)校準方法,是繞開(kāi)不易測準的聲學多數(表面位移速度等),隻測量傳感器的電學特性就可獲得發送響應和(hé)接收靈敏度。從(cóng)而保證測量的準确性。表面脈滬校準的理(lǐ)論基礎,是階段躍力作(zuò)用(yòng)在半無限媒質表面産生的法向位移可由理(lǐ)論算(suàn)出,改進後的電容式傳感器對(duì)模拟源(玻璃毛細管破裂)的響應則從(cóng)實驗上(shàng)證明(míng)電容式傳感器作(zuò)爲标準位移傳感器和(hé)玻璃毛細管破裂作(zuò)爲階躍源的可靠性,傳感器較準是在經過嚴格平直抛光處理(lǐ)的鋼試塊上(shàng)進行的,在模拟源的對(duì)稱兩側放(fàng)上(shàng)标準電容式傳感器(靈敏度已知(zhī))和(hé)待測傳感器,比較兩者的輸出即可獲得待測傳感器的靈敏度曲線。
欲知(zhī)詳細内容,請(qǐng)查閱:中國第九屆聲發射學術研讨會(huì)論文(wén)集(2001年8月)第12~20頁
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