在聲發(fā)射技術的應用中,傳感器是獲取信息的關鍵部件之一。就A傳感器的發(fā)展分三個專題即《壓電換能(néng)器》《接觸傳感器和光檢測器》及《傳感器的标準》作了概述。
1、壓電換能(néng)器--獲取聲發(fā)射信息的最大困難來自噪聲的幹擾,因此,提高傳感器的靈敏度和選擇合适的頻率窗口是研制傳感器和改善其性能(néng)的一個重點。目前主要仍然是采用壓電陶瓷換能(néng)器,大多數共振頻率在100KH2 1MHz除壓電陶瓷外,還(hái)有新的壓電材料如:用亞乙烯氧(Vinylidenefluoride)和三氧乙烯(Trifluroethylene)的聚合物什敏感元件的換能(néng)器。其優點是低成(chéng)本、寬動态範圍、缺點是工作溫度不能(néng)超過(guò)70℃,靈敏度比壓電陶瓷差。壓電傳感品中獲得标志性進(jìn)展的是MBS(美國(guó)國(guó)家标準局,現爲NIST)提出的錐形寬帶換能(néng)器,沒(méi)有陶瓷壓電換能(néng)器共振物性的幹擾,能(néng)接近達到傳遞函數爲常數的要求。錐形壓電換能(néng)器提出後(hòu),北京航空航天大學(xué)在保護膜、背襯、接地及增加内或前置放大器等方面(miàn)做了改進(jìn)。
2、非接觸傳感器和光檢測器--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(duì)校準比車困難;(2)對(duì)不同的聲波模式(例如縱波和表面(miàn)波)響應不同;(3)頻響很難避免傳感器或電路的共振影響;(4)檢測時,傳感器耦合在試件表面(miàn)會引起(qǐ)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(duì)較大,隻能(néng)得到接觸面(miàn)區域的平均測量效果。因此,要研究開(kāi)發(fā)非接觸式的寬帶傳感器電容式傳感器和激光幹涉原的光檢測器。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(miàn)作改進(jìn)。
3、傳感器的校準-一傳感器的校準量進(jìn)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。電容式傳感器和光探測器絕對(duì)校準相對(duì)簡單。
校準咀傳感器最簡單的方法是把它和靈敏度已知的“标準”傳感器在模拟源作用下,進(jìn)行輸出比對(duì)得出。E傳感器較準研究中最突出的進(jìn)展是互易校準和表面(miàn)脈沖校準。互易校準是一種(zhǒng)傳統的絕對(duì)校準方法,是繞開(kāi)不易測準的聲學(xué)多數(表面(miàn)位移速度等),隻測量傳感器的電學(xué)特性就可獲得發(fā)送響應和接收靈敏度。從而保證測量的準确性。表面(miàn)脈滬校準的理論基礎,是階段躍力作用在半無限媒質表面(miàn)産生的法向(xiàng)位移可由理論算出,改進(jìn)後(hòu)的電容式傳感器對(duì)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爲标準位移傳感器和玻璃毛細管破裂作爲階躍源的可靠性,傳感器較準是在經(jīng)過(guò)嚴格平直抛光處理的鋼試塊上進(jìn)行的,在模拟源的對(duì)稱兩(liǎng)側放上标準電容式傳感器(靈敏度已知)和待測傳感器,比較兩(liǎng)者的輸出即可獲得待測傳感器的靈敏度曲線。
欲知詳細内容,請查閱:中國(guó)第九屆聲發(fā)射學(xué)術研讨會論文集(2001年8月)第12~20頁
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