CN110987153B - 一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统，其结构包括显示屏、信号接收处理箱、信号接收杆、响应设备，显示屏安装在信号接收处理箱上，显示屏所在的面板上设有旋钮，本发明的有益效果：通过信号通过导电板时，会使得导电板上电流发生波动，从而打破正极磁块、正极磁板之间原本相对制衡静止的状态，由于正极磁板始终固定，正极磁块在斥力大小改变的情况下发生相对运动，并带动活动杆随之运动，使得活动杆远离正极磁块的一端在线圈内发生位移，使得线圈内的磁通量发生变化，从而信号接收处理箱获得的磁感应磁场发生变化，以此作为响应设备响应性能检测依据，获得相对准确的响应性能数据。

Description

一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统

技术领域

本发明涉及压电材料领域，尤其是涉及到一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统。

背景技术

随着科研作业的发展，压电高聚物作为压电材料，广泛应用于声发射传感器中，以压电材料造成的声发射传感器在投入生产前需要对其的声发射响应性能进行多次的实验测试验证，便于作出相应的改良修正，以得到准确的作业范围估算，目前的快速测试压电材料声发射响应性能的系统具有以下缺陷：

现有的测试压电材料声发射响应性能设备通过设立放大器以及信号采集仪，实现无需对压电高聚物材料镀电极、封装和信号引出，便能快速测试其对声发射信号的响应性能，但无法得到压电材料声发射响应的具体响应频率，从而无法确定压电材料声发射的作用范围。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统，其结构包括显示屏、信号接收处理箱、信号接收杆、响应设备，所述显示屏安装在信号接收处理箱上，所述显示屏所在的面板上设有旋钮，所述信号接收处理箱与响应设备之间通过电信号相连接，所述信号接收杆设有两个，并且对称安装在信号接收处理箱上，所述信号接收处理箱与信号接收杆通过电连接；

所述响应设备由壳体、响应装置、磁场发生机构、响应反应机构构成，所述壳体内设有响应装置，所述响应装置与响应反应机构相连接，所述响应反应机构与磁场发生机构相配合，所述磁场发生机构与信号接收处理箱通过电信号相连接。

作为本发明的进一步优化，所述响应装置由质量块、压电陶瓷、连接线、端子构成，所述质量块安装在压电陶瓷顶部，所述压电陶瓷与质量块相连接，所述连接线设有两个，所述连接线与压电陶瓷、质量块均相连接，所述连接线远离压电陶瓷、质量块的一端上设有端子，所述端子与连接线固定连接，所述端子贯穿壳体并一部分裸露在壳体外。

作为本发明的进一步优化，所述磁场发生机构由线圈、电流源、活动杆、固定块构成，所述线圈与电流源相连接，所述线圈与活动杆相配合，所述线圈、电流源、活动杆之间构成磁场发生机构，所述固定块位于活动杆中央，所述活动杆与固定块相连接处被贯穿并固定，所述活动杆的一端位于线圈内。

作为本发明的进一步优化，所述响应反应机构由弹簧、固定轨道、正极磁块、正极磁板、导电板构成，所述弹簧设有两个，并且安装在正极磁块底部，所述正极磁块与弹簧固定连接，所述正极磁块与正极磁板相配合，所述正极磁块呈凹字形设立，所述固定轨道位于两个弹簧之间，所述导电板以内嵌的形式安装在正极磁板上，所述导电板位于正极磁板与端子相连接处，所述正极磁板与端子固定连接，所述固定轨道上设有连接块，并且通过连接块与正极磁块相连接。

作为本发明的进一步优化，N极段、S极段构成，所述N极段与S极段均设于活动杆远离正极磁块的一端上，所述N极段相对S极段更靠近线圈。

有益效果

本发明一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统，当需要检测响应设备的响应性能时，通过端子与其他设备相连接，端子上接收到的电信号通过导电板时，使得导电板上经过的电流量发生波动，造成原本处于相对静止的正极磁块、正极磁板，由于电流的波动导致正极磁板上的磁性发生改变，破坏正极磁块、正极磁板之间相对平衡的状态，并且正极磁板始终是固定的，使得正极磁块在正极磁板之间斥力的变化而上下运动，将弹簧拉伸或者压缩，正极磁块运动的过程中，滑杆在固定轨道中滑动，并且由于活动杆中央被固定在固定块上，使得固定块与活动杆构成杠杆结构，活动杆与正极磁块相连接的一端带动活动杆与之同向运动，使得活动杆的另一端在线圈中发生位移，从而改变线圈的磁通量，使得信号接收杆接收到的磁感应磁场发生变化，从而可以检测响应设备对信号的响应情况。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过信号通过导电板时，会使得导电板上电流发生波动，从而打破正极磁块、正极磁板之间原本相对制衡静止的状态，由于正极磁板始终固定，正极磁块在斥力大小改变的情况下发生相对运动，并带动活动杆随之运动，使得活动杆远离正极磁块的一端在线圈内发生位移，使得线圈内的磁通量发生变化，从而信号接收处理箱获得的磁感应磁场发生变化，以此作为响应设备响应性能检测依据，获得相对准确的响应性能数据。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统的结构示意图。

图2为本发明一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统的响应设备剖面图。

图3为本发明一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统的响应设备工作状态剖面图。

图4为本发明一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统的正极磁板立体图。

图5为本发明一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统的导电板俯视图。

图6为本发明一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统的导电板与正极磁板位置关系图。

图7为本发明一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统的活动杆结构图。

图中:显示屏-1、信号接收处理箱-2、信号接收杆-3、响应设备-4、壳体-a、响应装置-b、磁场发生机构-c、响应反应机构-d、质量块-b1、压电陶瓷-b2、连接线-b3、端子-b4、线圈-c1、电流源-c2、活动杆-c3、固定块-c4、弹簧-d1、固定轨道-d2、正极磁块-d3、正极磁板-d4、导电板-d5、N极段-c31、S极段-c32。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式以及附图说明，进一步阐述本发明的优选实施方案。

实施例

请参阅图1-图7，本发明提供一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统，其结构包括显示屏1、信号接收处理箱2、信号接收杆3、响应设备4，所述显示屏1安装在信号接收处理箱2上，所述显示屏1所在的面板上设有旋钮，所述信号接收处理箱2与响应设备4之间通过电信号相连接，所述信号接收杆3设有两个，并且对称安装在信号接收处理箱2上，所述信号接收处理箱2与信号接收杆3通过电连接；

所述响应设备4由壳体a、响应装置b、磁场发生机构c、响应反应机构d构成，所述壳体a内设有响应装置b，所述响应装置b与响应反应机构d相连接，所述响应反应机构d与磁场发生机构c相配合，所述磁场发生机构c与信号接收处理箱2通过电信号相连接。

所述响应装置b由质量块b1、压电陶瓷b2、连接线b3、端子b4构成，所述质量块b1安装在压电陶瓷b2顶部，所述压电陶瓷b2与质量块b1相连接，所述连接线b3设有两个，所述连接线b3与压电陶瓷b2、质量块b1均相连接，所述连接线b3远离压电陶瓷b2、质量块b1的一端上设有端子b4，所述端子b4与连接线b3固定连接，所述端子b4贯穿壳体a并一部分裸露在壳体a外，所述端子b4用于与其他设备相连接，从而实现电信号的传输。

所述磁场发生机构c由线圈c1、电流源c2、活动杆c3、固定块c4构成，所述线圈c1与电流源c2相连接，所述线圈c1与活动杆c3相配合，所述线圈c1、电流源c2、活动杆c3之间构成磁场发生机构，所述固定块c4位于活动杆c3中央，所述活动杆c3与固定块c4相连接处被贯穿并固定，所述活动杆c3的一端位于线圈c1内，所述活动杆c3与线圈c1初始状态下处于相对静止的状态，此时的磁感应稳定。

所述响应反应机构d由弹簧d1、固定轨道d2、正极磁块d3、正极磁板d4、导电板d5构成，所述弹簧d1设有两个，并且安装在正极磁块d3底部，所述正极磁块d3与弹簧d1固定连接，所述正极磁块d3与正极磁板d4相配合，所述正极磁块d3呈凹字形设立，所述固定轨道d2位于两个弹簧d1之间，所述导电板d5以内嵌的形式安装在正极磁板d4上，所述导电板d5位于正极磁板d4与端子b4相连接处，所述正极磁板d4与端子b4固定连接，所述固定轨道d2上设有连接块，并且通过连接块与正极磁块d3相连接，所述正极磁块d3上设有滑杆，并且该滑杆固定在正极磁块d3中央，该滑杆与固定轨道d2机械滑动配合。

所述活动杆c3由N极段c31、S极段c32构成，所述N极段c31与S极段c32均设于活动杆c3远离正极磁块d3的一端上，所述N极段c31与S极段c32处于同一水平线上，所述N极段c31相对S极段c32更靠近线圈c1。

当需要检测响应设备4的响应性能时，通过端子b4与其他设备相连接，端子b4上接收到的电信号通过导电板d5时，使得导电板d5上经过的电流量发生波动，造成原本处于相对静止的正极磁块d3、正极磁板d4，由于电流的波动导致正极磁板d4上的磁性发生改变，破坏正极磁块d3、正极磁板d4之间相对平衡的状态，并且正极磁板d4始终是固定的，使得正极磁块d3在正极磁板d4之间斥力的变化而上下运动，将弹簧d1拉伸或者压缩，正极磁块d3运动的过程中，滑杆在固定轨道d2中滑动，并且由于活动杆c3中央被固定在固定块c4上，使得固定块c4与活动杆c3构成杠杆结构，活动杆c3与正极磁块d3相连接的一端带动活动杆c3与之同向运动，使得活动杆c3的另一端在线圈c1中发生位移，从而改变线圈c1的磁通量，使得信号接收杆3接收到的磁感应磁场发生变化，从而可以检测响应设备4对信号的响应情况。

本发明解决的问题是现有的测试压电材料声发射响应性能设备通过设立放大器以及信号采集仪，实现无需对压电高聚物材料镀电极、封装和信号引出，便能快速测试其对声发射信号的响应性能，但无法得到压电材料声发射响应的具体响应频率，从而无法确定压电材料声发射的作用范围，本发明通过上述部件的互相组合，通过信号通过导电板d5时，会使得导电板d5上电流发生波动，从而打破正极磁块d3、正极磁板d4之间原本相对制衡静止的状态，由于正极磁板d4始终固定，正极磁块d3在斥力大小改变的情况下发生相对运动，并带动活动杆c3随之运动，使得活动杆c3远离正极磁块d3的一端在线圈c1内发生位移，使得线圈c1内的磁通量发生变化，从而信号接收处理箱2获得的磁感应磁场发生变化，以此作为响应设备4响应性能检测依据，获得相对准确的响应性能数据。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神或基本特征的前提下，不仅能够以其他的具体形式实现本发明，还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围，因此本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定，而不是上述说明限定。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种快速测试压电材料声发射响应性能的系统，其结构包括显示屏(1)、信号接收处理箱(2)、信号接收杆(3)、响应设备(4)，其特征在于：

所述显示屏(1)安装在信号接收处理箱(2)上，所述显示屏(1)所在的面板上设有旋钮，所述信号接收处理箱(2)与响应设备(4)之间通过电信号相连接，所述信号接收杆(3)设有两个，并且对称安装在信号接收处理箱(2)上，所述信号接收处理箱(2)与信号接收杆(3)通过电连接；

所述响应设备(4)由壳体(a)、响应装置(b)、磁场发生机构(c)、响应反应机构(d)构成，所述壳体(a)内设有响应装置(b)，所述响应装置(b)与响应反应机构(d)相连接，所述响应反应机构(d)与磁场发生机构(c)相配合，所述磁场发生机构(c)与信号接收处理箱(2)通过电信号相连接；

所述响应装置(b)由质量块(b1)、压电陶瓷(b2)、连接线(b3)、端子(b4)构成，所述压电陶瓷(b2)与质量块(b1)相连接，所述连接线(b3)与压电陶瓷(b2)、质量块(b1)均相连接，所述端子(b4)与连接线(b3)固定连接，所述端子(b4)贯穿壳体(a)并一部分裸露在壳体(a)外；

所述磁场发生机构(c)由线圈(c1)、电流源(c2)、活动杆(c3)、固定块(c4)构成，所述线圈(c1)与电流源(c2)相连接，所述线圈(c1)与活动杆(c3)相配合，所述固定块(c4)位于活动杆(c3)中央，所述活动杆(c3)与固定块(c4)相连接处被贯穿并固定，所述活动杆(c3)的一端位于线圈(c1)内；

所述响应反应机构(d)由弹簧(d1)、固定轨道(d2)、正极磁块(d3)、正极磁板(d4)、导电板(d5)构成，并且安装在正极磁块(d3)底部，所述正极磁块(d3)与弹簧(d1)固定连接，所述正极磁块(d3)与正极磁板(d4)相配合，所述导电板(d5)以内嵌的形式安装在正极磁板(d4)上，所述正极磁板(d4)与端子(b4)固定连接，所述固定轨道(d2)上设有连接块，并且通过连接块与正极磁块(d3)相连接；

所述活动杆(c3)由N极段(c31)、S极段(c32)构成，所述N极段(c31)与S极段(c32)均设于活动杆(c3)远离正极磁块(d3)的一端上，所述N极段(c31)相对S极段(c32)更靠近线圈(c1)。

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