
在聲發射技術(shù)的應用中,傳感器是獲取信息的關鍵部件之一(yī)。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(guāng)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困難來自(zì)噪聲的幹擾,因此,提高傳感器的靈敏度和(hé)選擇合适的頻(pín)率窗口是研制傳感器和(hé)改善其性能(néng)的一(yī)個重點。目前主要(yào)仍然是采用壓電陶瓷換能(néng)器,大多數(shù)共振頻(pín)率在100KH2 1MHz除壓電陶瓷外(wài),還有新的壓電材料如(rú):用亞乙烯氧(Vinylidenefluoride)和(hé)三氧乙烯(Trifluroethylene)的聚合物(wù)什敏感元件的換能(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(美國(guó)國(guó)家标準局,現為(wèi)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(wù)性的幹擾,能(néng)接近達到傳遞函數(shù)為(wèi)常數(shù)的要(yào)求。錐形壓電換能(néng)器提出後,北京航空航天大學在保護膜、背襯、接地(dì)及增加內(nèi)或前置放大器等方面做(zuò)了(le)改進。
2、非接觸傳感器和(hé)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)絕對校準比車困難;(2)對不同的聲波模式(例如(rú)縱波和(hé)表面波)響應不同;(3)頻(pín)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,隻能(néng)得到接觸面區(qū)域的平均測量效果。因此,要(yào)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(guāng)幹涉原的光(guāng)檢測器。非接觸式傳感器的靈敏度偏低(dī),使用不方便,必須在簡化結構,增強實用性方面作(zuò)改進。
3、傳感器的校準-一(yī)傳感器的校準量進行(xíng)班的定量研究,不同數(shù)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(guāng)探測器絕對校準相對簡單。
校準咀傳感器最簡單的方法是把它和(hé)靈敏度已知的“标準”傳感器在模拟源作(zuò)用下(xià),進行(xíng)輸出比對得出。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(yī)種傳統的絕對校準方法,是繞開(kāi)不易測準的聲學多數(shù)(表面位移速度等),隻測量傳感器的電學特性就可(kě)獲得發送響應和(hé)接收靈敏度。從(cóng)而保證測量的準确性。表面脈滬校準的理論基礎,是階段躍力作(zuò)用在半無限媒質表面産生的法向位移可(kě)由理論算出,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(cóng)實驗上(shàng)證明(míng)電容式傳感器作(zuò)為(wèi)标準位移傳感器和(hé)玻璃毛細管破裂作(zuò)為(wèi)階躍源的可(kě)靠性,傳感器較準是在經過嚴格平直抛光(guāng)處理的鋼試塊上(shàng)進行(xíng)的,在模拟源的對稱兩側放上(shàng)标準電容式傳感器(靈敏度已知)和(hé)待測傳感器,比較兩者的輸出即可(kě)獲得待測傳感器的靈敏度曲線。
欲知詳細內(nèi)容,請(qǐng)查閱:中國(guó)第九屆聲發射學術(shù)研讨會論文集(2001年(nián)8月)第12~20頁
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