SU1381385A1 - Apparatus for calibration of acoustic emission signal piezoreceivers - Google Patents
Apparatus for calibration of acoustic emission signal piezoreceivers Download PDFInfo
- Publication number
- SU1381385A1 SU1381385A1 SU864039992A SU4039992A SU1381385A1 SU 1381385 A1 SU1381385 A1 SU 1381385A1 SU 864039992 A SU864039992 A SU 864039992A SU 4039992 A SU4039992 A SU 4039992A SU 1381385 A1 SU1381385 A1 SU 1381385A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- plate
- cylinder
- piezo
- calibration
- acoustic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области неразрушающего контрол методом акустической эмиссии (АЭ), Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей и точности градуировки за счет обеспечени градуировки в широком диапазоне спектральных и временных параметров и снижени вли ни сигналов помех вследствие выполнени пластины из пьезоматериала И акустически св занного с ней линдра специальной формы. Устройство содержит эллипсовидную пьезопластину Iсо скошенным краем и с пол ризованной центральной частью и акустически св занный с ней цилиндр 3. Коническое углубление 10 и круговые канавки I1рассеивают излучаемые с помощью генератора 2 пластиной 1 ультразвуковые колебани , а слой 5 поглощает их. Контрольный пьезодатчик В и блок 9 обработки сигнала констатируют ста- бильность работы устройства. Градуируемый пьезоприемник 6 сигналов АЭ устанавливают на акустически св занный с пластиной 1 протектор 7. 1 ил. а S (ЛThe invention relates to the field of non-destructive testing by the method of acoustic emission (AE). The aim of the invention is to enhance the functionality and accuracy of calibration by providing calibration to a wide range of spectral and temporal parameters and reducing the influence of interference signals due to the plate from the piezo material And acoustically associated with her lindra special form. The device contains an ellipsoid piezoplate I with a beveled edge and with a polarized central part and an acoustically connected cylinder 3. The conical recess 10 and the circular grooves I1 scatter the ultrasonic vibrations emitted by the generator 2 by the plate 1, and the layer 5 absorbs them. The control piezosensor B and the signal processing unit 9 state the stability of the device operation. A graduated piezo receiver 6 of AE signals is installed on protector 7 acoustically connected with plate 1. 1 Il. and S (L
Description
соwith
0000
0000
0000
елate
Изобретение относитс к неразрушающему контролю методом акустической эмиссии (АЭ) и может быть использовано при градуировке пьезоприемников сигналов АЭ,The invention relates to non-destructive testing by the method of acoustic emission (AE) and can be used in the calibration of piezoelectric receivers of AE signals,
Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей и точности градуировки благодар осуществлению градуировки в широком диа- пазоне амплитудных, спектральных и . временных параметров калибровочных сигналов и снижению вли ни радиальных колебаний и интерференционных эфдержит корпус 12, вмещающий цилиндр 3, пластину 1 и пьезодатчик 8, открывающий доступ пьезоприемнику 6 к рабочей поверхности протектора 7.The aim of the invention is to enhance the functionality and accuracy of calibration due to the implementation of calibration in a wide range of amplitude, spectral and. temporal parameters of the calibration signals and reducing the effect of radial oscillations and interference effects of the body 12, the cylinder 3, the plate 1 and the piezoelectric sensor 8, which allows the piezo receiver 6 to access the tread working surface 7.
Устройство дл градуировки пьезоприемников сигналов АЭ работает следующим образом.A device for calibrating piezoelectric receivers of AE signals works as follows.
Электрический сигнал с выхода генератора 2, например генератора импульсов Г5-56, поступает на пластину 1 из пьезоматерйала ЦТС-19, Пьезопла- стина 1 конфигурацией по контуру напоминает овал с максимальным размеромThe electrical signal from the output of the generator 2, for example, the G5-56 pulse generator, is fed to plate 1 from the piezormaterial PZT-19, Piezoplast 1 with a contour-like configuration with an oval with a maximum
фектов на амплитудно-частотную харак- 15 45 мм и минимальным - 30 мм, толщи30effects per amplitude-frequency characteristic - 15 45 mm and minimum - 30 mm, thickness 30
3535
теристйку (АЧХ) устройства.tristyku (AFC) device.
На чертеже схематично представлено устройство дл градуировки пьезоприемников сигналов АЭ.The drawing schematically shows a device for the calibration of piezoelectric receivers AE signals.
Устройство дл градуировки пьезо- 20 приемников сигналов АЭ содержит пластину 1 из пьезоматерйала, электрически св занный с ней генератор 2, твердотельный цилиндр 3, акустически св занный одним из торцов 4 с пласти- 25 Hoh 1, и нанесенньй на боковую поверхность цилиндра 3 слой 5 материала , поглощающего акустические колебани Позицией 6 на чертеже обозначен градуируемьй пьезоприемник сигналов АЭ, Устройство также содержит электропроводный протектор 7, акустически, св занный со свободной поверхностью пластины 1 и предназначенньй р,п размещени градуируемого пьезоприемника 6, пьезодатчик 8 с резонансной частотой , равной центральной частоте рабочего диапазона частот, установленный на боковой поверхности цилиндра 3, и блок 9 обработки контрольного сигнала- , электрически св занньй с пьезо- датчиком 8 о Пластина 1 вьшолнена эллипсовидной со скошенным краем и толвщной, не превьшающей четверти длины акустической волны на верхней частоте рабочего диапазона частот. Центральна кругова часть пластины 1 пол ризована. Диаметр цилиндра 3 превьшает максимальный размер пластины 1, на свободной торцовой поверх- д ности цилиндра 3 вьтолнено осесиммет- ричное коническое углубление 10, а на гфотивоположной торцовой поверхности 4 цилиндра, ограниченной его на- ружньм диаметром и контуром пластины 1, выполнены круговые канавки 11 с, постепенным нарастанием их глубины в направлении от центра к наружному диаметру. Кроме того, устройство со40A device for calibrating piezo-20 AE signal receivers contains a plate 1 made of piezomaterial, an electrically connected generator 2, a solid-state cylinder 3 acoustically connected by one of the ends 4 of the 25 Hoh 1 plate, and a layer 5 applied to the lateral surface of the cylinder 3 A material that absorbs acoustic vibrations. Position 6 in the drawing indicates a graduated piezo receiver of AE signals. The device also contains an electrically conductive protector 7 acoustically connected to the free surface of the plate 1 and intended p, n calibrated piezo receiver 6, piezo sensor 8 with a resonant frequency equal to the center frequency of the operating frequency range, mounted on the side surface of the cylinder 3, and a control signal processing unit 9, electrically connected to the piezo sensor 8 o Plate 1 is full ellipsoid with a beveled edge and thick not exceeding a quarter of the acoustic wavelength at the upper frequency of the operating frequency range. The central circular portion of plate 1 is polarized. The diameter of the cylinder 3 exceeds the maximum size of the plate 1, the axially symmetric conical recess 10 is full on the free end surface of the cylinder 3, and circular grooves 11 are made on the opposite-face end surface 4 of the cylinder bounded by its outer diameter and the contour of plate 1 , a gradual increase in their depth in the direction from the center to the outer diameter. In addition, a co40 device
4545
55.55.
ной 0,4 мм, а диаметр ее пьезоактив- ной зоны-равен 20 мм. Цилиндр 3 диаметром 75 мм и высотой 110 мм выполнен из свинца. Протектор 7 выполнен из латуни толщиной менее 0,2 мм. Сое динение пластины 1 с поверхностью 4 цилиндра 3 и протектором 7 осуществл етс пайкой сплавом Розе с толщиной скрепл ющего сло примерно 0,02 мм. Материалы пластины 1, цилиндра 3, протектора 7 и скрепл ющих их слоев выбраны таким образом, чтоб их удельные акустические сопротивлени были близки друг к другу. Пьезодатчик 8 выполнен экранированным из ЦТС-19 размерами 2x2x2 мм с протектором из пластины из ЦТС-19 толщиной 0,15 мм. Пьезопластина 1 преобразует электрический сигнал в акустический. Акустический сигнал распростран етс с одной стороны через поверхность 4 в твердое тело цилиндра 3, рассеива сь и затуха в нем на углублении 10 канавках 11 и слое 5 и частично попа да на. пьезодатчик 8, а с другой - в протектор 7 на его рабочую поверхность . Пьезодатчик 8 с низкой доброт ностью, например 2-4, преобразует акустический сигнал в электрический, который поступает в блок 9 обработки сигнала, по выходному сигналу которо го суд т о стабильности работы устройства . На рабочую поверхность протектора 7 через -слой акустической . контактной среды устанавливают граду ируемый пьезоприемник, который преоб разует акустические колебани в элек трический сигнал. Измер этот сигна соответствующим блоком (не. показан)., например анализа тором спектра или осциллографом, градуируют пьезоприемник 6 по различным частотным, вре- меннным и амплитудным характеристикам . Указанный пример выполнени уст0.4 mm, and the diameter of its piezo-active zone is 20 mm. The cylinder 3 with a diameter of 75 mm and a height of 110 mm is made of lead. The tread 7 is made of brass with a thickness of less than 0.2 mm. The connection of the plate 1 with the surface 4 of the cylinder 3 and the tread 7 is carried out by brazing with a Rose material with a bonding layer thickness of about 0.02 mm. The materials of the plate 1, cylinder 3, protector 7, and the layers fastening them are selected so that their specific acoustic impedances are close to each other. The piezoelectric sensor 8 is made shielded from PZT-19 with dimensions of 2x2x2 mm with a protector made of PZT-19 plate 0.15 mm thick. Piezoplastina 1 converts an electrical signal into an acoustic one. The acoustic signal propagates from one side through the surface 4 into the solid body of the cylinder 3, dissipating and damping in it at the recess 10 of the grooves 11 and layer 5 and partially falling on it. piezo sensor 8, and on the other - in the protector 7 on its working surface. A low-quality piezosensor 8, for example 2-4, converts the acoustic signal into an electrical signal, which is fed to the signal processing unit 9, the output of which judges the stability of the device operation. On the working surface of the tread 7 through the acoustic layer. the contact medium is set by a graduated piezo receiver, which converts acoustic oscillations into an electrical signal. Measuring this signal with a corresponding block (not shown), for example, with a spectrum analyzer or an oscilloscope, calibrate the piezo receiver 6 with various frequency, time and amplitude characteristics. The specified example of performing the mouth
30thirty
5five
20 25 д 20 25 d
00
5five
5.five.
ной 0,4 мм, а диаметр ее пьезоактив- ной зоны-равен 20 мм. Цилиндр 3 диаметром 75 мм и высотой 110 мм выполнен из свинца. Протектор 7 выполнен из латуни толщиной менее 0,2 мм. Соединение пластины 1 с поверхностью 4 цилиндра 3 и протектором 7 осуществл етс пайкой сплавом Розе с толщиной скрепл ющего сло примерно 0,02 мм. Материалы пластины 1, цилиндра 3, протектора 7 и скрепл ющих их слоев выбраны таким образом, чтобы их удельные акустические сопротивле ни были близки друг к другу. Пьезодатчик 8 выполнен экранированным из ЦТС-19 размерами 2x2x2 мм с протектором из пластины из ЦТС-19 толщиной 0,15 мм. Пьезопластина 1 преобразует электрический сигнал в акустический. Акустический сигнал распростран етс с одной стороны через поверхность 4 в твердое тело цилиндра 3, рассеива сь и затуха в нем на углублении 10, канавках 11 и слое 5 и частично попада на. пьезодатчик 8, а с другой - в протектор 7 на его рабочую поверхность . Пьезодатчик 8 с низкой добротностью , например 2-4, преобразует акустический сигнал в электрический, который поступает в блок 9 обработки сигнала, по выходному сигналу которого суд т о стабильности работы устройства . На рабочую поверхность протектора 7 через -слой акустической . контактной среды устанавливают градуируемый пьезоприемник, который преобразует акустические колебани в электрический сигнал. Измер этот сигнал соответствующим блоком (не. показан)., например анализа тором спектра или осциллографом, градуируют пьезоприемник 6 по различным частотным, вре- меннным и амплитудным характеристикам . Указанный пример выполнени уст31380.4 mm, and the diameter of its piezo-active zone is 20 mm. The cylinder 3 with a diameter of 75 mm and a height of 110 mm is made of lead. The tread 7 is made of brass with a thickness of less than 0.2 mm. The plate 1 is connected to the surface 4 of the cylinder 3 and the tread 7 by brazing with a Rose material with a bonding layer thickness of about 0.02 mm. The materials of the plate 1, cylinder 3, protector 7 and the layers fastening them are chosen so that their specific acoustic resistances are close to each other. The piezoelectric sensor 8 is made shielded from PZT-19 with dimensions of 2x2x2 mm with a protector made of PZT-19 plate 0.15 mm thick. Piezoplastina 1 converts an electrical signal into an acoustic one. The acoustic signal propagates from one side through the surface 4 into the solid body of the cylinder 3, dissipating and damping in it at the recess 10, the grooves 11 and the layer 5, and partially falling on it. piezo sensor 8, and on the other - in the protector 7 on its working surface. A low-quality piezoelectric transducer 8, for example 2-4, converts the acoustic signal into an electrical signal, which is fed to the signal processing unit 9, the output signal of which judges the stability of the device. On the working surface of the tread 7 through the acoustic layer. the contact medium installs a graduated piezo receiver, which converts acoustic oscillations into an electrical signal. Measuring this signal with a corresponding block (not shown), for example, with a spectrum analyzer or oscilloscope, calibrate the piezo receiver 6 with various frequency, time, and amplitude characteristics. The specified example of the implementation of the device
ройства позвол ет получить частотный диапазон от 0,1 до 2,0 мГц при неравномерности не более 3 дБ, амплитудный диапазон (при подключении серийных генераторов) - в пределах от 10 до м, диапазон длительностей сигна- лов - в пределах от 0,5 до 5 мкс при частоте следовани от долей герца до 100 кГц (задаваемых от серийных генераторов ) при неравномерности АЧХ не более 1 дБ.The device allows to obtain a frequency range from 0.1 to 2.0 MHz with an unevenness of no more than 3 dB, an amplitude range (with connection of serial generators) - in the range from 10 to m, a range of signal durations - in the range from 0.5 up to 5 µs with the following frequency from hertz fractions up to 100 kHz (set from serial generators) with non-uniformity of frequency response less than 1 dB.
За счет выполнени пластины толщиной менее четверти длины волны и согласовани удельных акустичес1|:их соп- ротивлений материалов пластины, цилиндра и протектора входное акустическое сопротивление устройства со стороны рабочей площади протектора посто нно в широком диапазоне частот и АЧХ коэффициента электроакустического преобразовани пластины по ее толщинным колебани м равномерна в этом, же широком диапазоне частот. Увеличенна площадь пластины по срав- нению с площадью рабочей площадки позвол ет сдвинуть частоты паразитных радиальных колебаний ниже за пределы рабочего диапазона частот и эффективнее их подавить, так как площадь от- вода этих колебаний в тело мерЫ по пути их распространени увеличины (амплитуда радиальных колебаний уменьшаетс пропорционально радиусу пластины ) . Уменьшение толщины излучающейBy making the plate less than a quarter of a wavelength thick and matching the specific acoustic 11: their resistances of the plate, cylinder and tread materials, the input acoustic impedance of the device from the working area of the tread is constant over a wide frequency range and frequency response of the electroacoustic conversion of the plate m is uniform in this wide frequency range. The increased area of the plate compared to the area of the working platform makes it possible to shift the frequencies of parasitic radial oscillations below the operating frequency range and more effectively suppress them, since the area of the outlet of these oscillations in the measure body increases along the propagation path (the amplitude of radial oscillations decreases proportional to the radius of the plate). Reducing the thickness of the radiating
пьезопластины на ее кра х, например, скос под углом 40-45 , также уменьшает вли ние радиальных колебаний на АЧХ устройства. Выполнение пластины с переменным размером в плоскости устран ет ркую частотную выраженность радиальных колебаний. Пол ризаци пластины только по центральной ее части, равной рабочей площадке, позвол ет уменьшить энергию колебаний , излучаемых в цилиндр, что снижает погрешность, обусловленную интерференционными эффектами Расположение пьезоизлучак цей пластины в непосредственной близости к рабочей площадке повьппает отношение сигнал/шум.piezoplates on its edges, for example, a bevel at an angle of 40-45, also reduces the effect of radial oscillations on the frequency response of the device. The implementation of a plate with a variable size in the plane eliminates the strong frequency expression of the radial oscillations. Polarizing the plate only along its central part, which is equal to the working platform, allows reducing the energy of oscillations emitted into the cylinder, which reduces the error due to interference effects. The arrangement of the piezorescence plate in close proximity to the working platform increases the signal-to-noise ratio.
Использование контрольного пьезо- датчика позвол ет воврем заметить и исключить возможные ошибочные измеВНИИПИ Заказ 1180/39The use of a piezo sensor allows you to notice and eliminate possible erroneous changes in time. Order 1180/39
Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Random polygons pr-tie, Uzhgorod, st. Project, 4
0 5 о 0 5 o
5five
00
5five
00
рени . Коническое углубление, например , глубиной в половину высоты цилиндра , рассеивает УЗ-колебани , вошедшие в цилиндр, в направлении поглощающего сло . Круговые канавки при минимальной глубине первой канавки, не превьш ающей половину длины волны верхней части рабочего диапазона, позвол ют осуществить диффузное рассе ние поверхностных и подповерхностных колебаний в тело цилиндра.reni. A conical depression, for example, half the height of the cylinder, dissipates the ultrasonic vibrations that enter the cylinder in the direction of the absorbing layer. Circular grooves with a minimum depth of the first groove, not exceeding half the wavelength of the upper part of the working range, allow diffuse scattering of surface and subsurface oscillations into the cylinder body.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864039992A SU1381385A1 (en) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | Apparatus for calibration of acoustic emission signal piezoreceivers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864039992A SU1381385A1 (en) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | Apparatus for calibration of acoustic emission signal piezoreceivers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1381385A1 true SU1381385A1 (en) | 1988-03-15 |
Family
ID=21227506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864039992A SU1381385A1 (en) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | Apparatus for calibration of acoustic emission signal piezoreceivers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1381385A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2632986C2 (en) * | 2016-02-17 | 2017-10-11 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Seismograph calibration method |
RU2754238C1 (en) * | 2020-10-09 | 2021-08-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Low-frequency vibration stand for calibrating piezoelectric sensors |
-
1986
- 1986-03-24 SU SU864039992A patent/SU1381385A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Material Evaluation, 39, lanua- ry, 1981, с.60-68. Авторское свидетельство СССР 1027598, кл. G 01 N 29/04, 1980. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2632986C2 (en) * | 2016-02-17 | 2017-10-11 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Seismograph calibration method |
RU2754238C1 (en) * | 2020-10-09 | 2021-08-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Low-frequency vibration stand for calibrating piezoelectric sensors |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3968680A (en) | Wide-band ultrasonic transducer and its uses | |
US6407964B1 (en) | Device for examining sheet-like articles using ultrasound | |
CA2048866A1 (en) | Acoustic-emission sensor | |
JP4377121B2 (en) | Distance measurement and pressure measurement inside air spring | |
SU1381385A1 (en) | Apparatus for calibration of acoustic emission signal piezoreceivers | |
US4640131A (en) | Method and apparatus for the ultrasonic testing of bolts with a wall thickness discontinuity | |
US6898978B2 (en) | Geometry for pulsed acoustic measurements of particle size | |
US4566334A (en) | Ultrasonic detector device | |
Mattila et al. | Bandwidth control of an electrostatic ultrasonic transducer | |
SU1490620A1 (en) | Device for ultrasonic inspection of quality of concrete | |
Gaete-Garretón et al. | Ultrasonic detectors for high-intensity acoustic fields | |
JPS6110204Y2 (en) | ||
SU757974A1 (en) | Automatic meter of reflection coefficient of acoustic signals from piezotransducer | |
SU1089765A1 (en) | Method of measuring acoustic power of low-frequency radiators | |
KR840002077B1 (en) | Ultrasonic sensing | |
SU967584A1 (en) | Wide band ultrasonic converter | |
SU1714381A1 (en) | Acoustic vibration amplitude tester | |
SU896558A1 (en) | Ultrasonic finder | |
SU1200179A1 (en) | Method of determining material internal structure and arrangement for accomplishment of same | |
SU1690858A1 (en) | Ultrasonic transducer | |
RU2007124166A (en) | METHOD FOR NON-INVASIVE MEASUREMENT OF SPEED OF SPREAD OF ACOUSTIC OSCILLATIONS IN ELASTIC FABRIC | |
SU1293629A1 (en) | Piezoelectric receiver of surface waves | |
RU171512U1 (en) | Ultrasonic antenna array | |
SU1188643A1 (en) | Ultrasonic converter for liquid investigation | |
SU658469A1 (en) | Ultrasonic differential piezoelectric transducer |