SU1762225A1 - Способ контрол клеевых соединений многоэлементных пьезокерамических преобразователей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  контрол  многоэлементных пьезокера- мических преобразователей Цель изобретени  - повышение достоверности и упрощение контрол  Цель достигаетс  за счет того, что дл  возбуждени  колебаний используют пьезокерамические элементы контролируемого преобразовател , возбуждают их последовательно с частотным спектром , верхн   гранична  частота которого выбрана соответствующей длине волны, не превышающей геометрических размеров минимально допустимых дефектов, принимают колебани  соседним элементом О качестве клеевого соединени  суд т по ослаблению амплитуды спектральной составл ющей прин того сигнала по отношению к амплитуде соответствующей составл ющей в спектре возбуждаемого колебани , в определенном интервале времени . 1 ил (Л

Description

Изобретение относитс  к области неразрушающего контрол  и может быть использовано в различных отрасл х промышленности, где используютс  многоэлементные пьезокерамические преобразователи .

Известны методы контрол  качества клеевых соединений многослойных конструкций , в частности импедансный метод, ос- нованный на регистрации изменени  механического импеданса контролируемого издели  в зоне его касани  с датчиком, возбуждающем в изделии изгибные колебани  звуковых частот. Импедансный метод позвол ет вы вл ть расслоени  площадью до 0,07 СМА на глубине от 0,1 до 6 мм в конструкци х клеевых соединений из металлических и неметаллических материалов, однако он не может быть применим дл  контрол  расслоений в многоэлементных преобразовател х , например, в цилиндрических из-за невозможности размещени  датчика в плоскости дефекта вследствие их конструктивных особенностей

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу  вл етс  способ контрол  клеевых соединений композиционных конструкций, сущность которого заключаетс  в том, что изделие, соединенное клеем с введенными в него пол ризованными в электрическом поле сегнетодобавками, возбуждают в отдельных точках ультразвуковыми колебани ми так, чтобы их спектр перекрывал резонансные

V4 О

ГО

ю ho

СЛ

частоты клеевого соединени  всех контролируемых точек издели , регистрируют спектр электромагнитного излучени  и ультразвуковых колебаний, определ ют спектр нормированной передаточной функции, по огибающей спектра которой суд т о прочности клеевого соединени .

Недостатком этого способа  вл етс  недостаточна  достоверность результатов контрол  из-за использовани  в качестве информативного параметра дл  вычислени  нормированной передаточной функции очень слабого по интенсивности электромагнитного излучени  клеевого шва, что за- трудн ет его выделение на фоне электромагнитных помех. Результаты контрол  в этом способе существенно завис т от количества сегнетоэлектрических добавок в клее и степени их пол ризации. Кроме того использование электромагнитного излучени  клеевого шва, сравнимого по интенсивности с уровнем электромагнитных помех, в значительной мере усложн ет практическую реализацию способа.

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности и упрощение контрол .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе контрол  клеевых соединений многоэлементых пьезокерамических преобразователей , заключающемс  в том, что возбуждают импульсы ультразвуковых колебаний в контролируемые клеевые соединени , принимают сигналы, прошедшие через них, по спектру возбуждаемых и принимаемых сигналов суд т о качестве клеевых соединений, при этом дл  возбуждени  колебаний используют пьезокерамические элементы контролируемого преобразовател , которые возбуждают последовательно с частотным спектром, верхн   гранична  частота которого выбрана соответствующей длине волны, не превышающей геометрические размеры минимально допустимых дефектов , прием прошедших через клеевое соединение сигналов осуществл ют другими элементами, граничащими с контролируемым клеевым соединением, а о качестве клеевого соединени  суд т по ослаблению амплитуды спектральной составл ющей прин того сигнала по отношению к амплитуде соответствующей составл ющей в спектре возбуждаемогоо колебани , в интервале времени т , выбранном из соотношени 

.

где I-толщина пьезоэлемента, С-скорость распространени  упругих колебаний в материале пьезоэлемента.

На чертеже представлена схема реализации способа, содержаща  генератор импульсов 1, усилитель 2, временной селектор 3, осциллограф 4, анализатор спектра 5,

входной каскад 6 и контролируемый преобразователь , состо щий из склеенных пьезо- элементов 7, 8, 9...п.

Способ контрол  клеевых соединений многоэлементных пьезокерамических преобразователей осуществл етс  следующим образом.

Генератором 1 видеоимпульсом с широким спектром частот возбуждают ультразвуковые колебани  в пьезоэлементе 7,

которые пройд  через клеевое соединение короткозамкнутого пьезоэлемента 8, достигает пьезоэлемент 9. Амплитуда принимаемых пьезоэлементом 9 колебаний пропорциональна площади клеевого соединени  пьезоэлемента 8 с пьезоэлементами 7 и 9. Ультразвуковые колебани  прин тые пьезоэлементом 9, после преобразовани  их в электрические усиливают усилителем 2 и подают на вход временного селектора 3, с

помощью которого селектируютсигнал в интервале времени

,где I толщина пьезоэлемента, с- скорость распространени  ультразвуковых колебаний в

материале пьезоэлемента.

С помощью осциллографа 4 устанавливают необходимую длительность интервала селекции, а также наблюдают за осциллограммой сигнала, чтобы его амплитуда не

превышала динамического диапазона временного селектора и анализатора спектра 5. Усилитель 2 подключают через входной каскад 6 к возбуждаемому пьезоэлементу 7 и фиксируют на экране анализатора спектр

излучаемого сигнала. Затем переключают вход усилител  к пьезоэлементу 9 и фиксируют на экране анализатора спектр прин того сигнала.

По соотношению амплитуд соответству

ющих спектральных составл ющих пол ученных спектрограмм суд т о качестве клеевого соединени . При образовании не прокле , воздушных включений или рассло ений в клеевом соединении амплитудг

ультразвуковых колебаний, принимаемы) пьезоэлементом 9, будет уменьшатьс  про порционально площади дефекта.

В-большей степени, особенно в облаем высокочастотных спектральных составл ю

щих, измен етс  спектр этого сигнала. Фик сиру  эти изменени , с высоко. достоверностью суд т о качестве клеевогс соединени .

Таким образом, в отличие от прототипа предложенный способ обладает более вы

Claims (1)

1. сокой достоверностью за счет того, что в качестве информативного параметра используют только ультразвуковые колебани , которые по меньшей мере на пор док обладают большей интенсивностью, чем электромагнитные колебани . Это также упрощает и техническую реализацию способа, поскольку исключает необходимость приема и спектрального анализа электромагнитных колебаний и вычислени  нормированной передаточной функции. Формула изобретени  Способ контрол  клеевых соединений многоэлементных пьезокерамических преобразователей , заключающийс  в том, что возбуждают импульсы ультразвуковых колебаний в контролируемые клеевые соединени , принимают сигналы, прошедших через них колебаний, по спектру которых суд т о качестве соединений, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности и упрощени  контрол , дл  возбуждени  колебаний используют пьезо0

   5

   керамические элементы контролируемого преобразовател , элементы возбуждают последовательно с частотным спектром, верхн   гранична  частота которого выбрана соответствующей длине волны, не превышающей геометрические размеры минимально допустимых дефектов, прием прошедших сигналов осуществл ют другими элементами, граничащими с контролируемым клеевым соединением, а о качестве клеевого соединени  суд т по ослаблению амплитуды спектральной составл ющей прин того сигнала по отношению к амплитуде соответствующей составл ющей в спектре возбуждаемого колебани  в интервале времени г, выбранном из соотношени :

   L -- - 2 I

   Ј

   где I -толщины пыэзоэлемента,

   с скорость распространени  колебаний в материале пьезоэлемента

   /еу

   г