聲發射傳感器的發展

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在聲發射技術的應用中,傳感器是獲取信息的關鍵部件(jiàn)之一。就(jiù)A傳感器的發展分(fēn)三個專題即《壓電換能器》《接觸傳感器和光(guāng)檢測器》及《傳感器的标準》作(zuò)了概述。
1、壓電換能器--獲取聲發射信息的最大(dà)困難來自(zì)噪聲的幹擾,因此,提高傳感器的靈敏度和選擇合适的頻率窗(chuāng)口是研制傳感器和改善其性能的一個重點。目前主要仍然是采用壓電陶瓷換能器,大(dà)多數共振頻率在100KH2 1MHz除壓電陶瓷外,還有新的壓電材料如(rú):用亞乙烯氧(Vinylidenefluoride)和三氧乙烯(Trifluroethylene)的聚合物什敏感元件(jiàn)的換能器。其優點是低成本、寬動态範圍、缺點是工(gōng)作(zuò)溫度不能超過70℃,靈敏度比壓電陶瓷差。壓電傳感品中獲得(de)标志性進展的是MBS(美國國家标準局,現爲NIST)提出的錐形寬帶換能器,沒有陶瓷壓電換能器共振物性的幹擾,能接近達到傳遞函數爲常數的要求。錐形壓電換能器提出後,北京航空航天大(dà)學在保護膜、背襯、接地及增加内或前置放(fàng)大(dà)器等方面做了改進。
2、非接觸傳感器和光(guāng)檢測器--壓電式傳感器的優點是:價廉、容易使用、靈敏度高,缺點是(1)絕對校(xiào)準比車困難;(2)對不同的聲波模式(例如(rú)縱波和表面波)響應不同;(3)頻響很難避免傳感器或電路(lù)的共振影(yǐng)響;(4)檢測時,傳感器耦合在試件(jiàn)表面會引起傳遞聲波的畸變;(5)耦合劑的使用增加檢測的未知因素;(6)傳感器尺寸木對較大(dà),隻能得(de)到接觸面區域的平均測量效果。因此,要研究開發非接觸式的寬帶傳感器電容式傳感器和激光(guāng)幹涉原的光(guāng)檢測器。非接觸式傳感器的靈敏度偏低,使用不方便,必須在簡化結構,增強實用性方面作(zuò)改進。
3、傳感器的校(xiào)準-一傳感器的校(xiào)準量進行班的定量研究,不同數據互換和從E信号中獲取源信息的基礎。電容式傳感器和光(guāng)探測器絕對校(xiào)準相(xiàng)對簡單。
校(xiào)準咀傳感器最簡單的方法是把它和靈敏度已知的“标準”傳感器在模拟源作(zuò)用下,進行輸出比對得(de)出。E傳感器較準研究中最突出的進展是互易校(xiào)準和表面脈沖校(xiào)準。互易校(xiào)準是一種傳統的絕對校(xiào)準方法,是繞開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(jiù)可(kě)獲得(de)發送響應和接收靈敏度。從而保證測量的準确性。表面脈滬校(xiào)準的理(lǐ)論基礎,是階段躍力作(zuò)用在半無限媒質表面産生(shēng)的法向位移可(kě)由理(lǐ)論算出,改進後的電容式傳感器對模拟源(玻璃毛細管破裂)的響應則從實驗上證明電容式傳感器作(zuò)爲标準位移傳感器和玻璃毛細管破裂作(zuò)爲階躍源的可(kě)靠性,傳感器較準是在經過嚴格平直抛光(guāng)處理(lǐ)的鋼試塊上進行的,在模拟源的對稱兩側放(fàng)上标準電容式傳感器(靈敏度已知)和待測傳感器,比較兩者的輸出即可(kě)獲得(de)待測傳感器的靈敏度曲線。
欲知詳細内容,請查閱:中國第九屆聲發射學術研討(tǎo)會論文集(2001年(nián)8月)第12~20頁

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