压电晶片有源传感器疲劳裂纹声发射检测

为对具有多样性和复杂频谱特征的金属薄板中疲劳裂纹声发射(AE)波形进行研究,在疲劳加载机的作用下,对高强度铝合金2024—T3结构进行了疲劳损伤试验。在试样上安装AE换能器,获取相应疲劳损伤源信号。在接收到疲劳荷载下工件中的损伤源信号后,对其波形信息进行分析。实验结果表明,压电晶片有源传感器(PWAS)可以成功地应用于高强度铝合金损伤演化进程中AE的原位检测。波形信息显示,不同负荷下AE信号可以分为不同组,基于AE波形的分析可以提供金属疲劳的综合信息。

双压电晶片驱动喷嘴挡板式伺服阀

给出了双压电晶片驱动喷嘴挡板式伺服阀的基本结构,分析了双压电晶片的频率特性和静态位移特性,针对不同基板尺寸和晶片厚度进行了静态测试,在伺服阀实验台上进行了初步验证。试验结果表明:双压电晶片驱动喷嘴挡板式伺服阀具有结构简单、响应快、分辨率高、无电磁干扰、易于控制的优点,可以满足现代精密高速控制系统的需要。

双足驱动双压电晶片直线超声波电机运行机理研究

研究新型直线超声波电机运行机理,采用双压电晶片及双足驱动结构,具有结构简单、无需频率简并、易于小型化等优点。详述其结构、振形特点及工作机理。建立电机定子振动响应有限元模型,给出输入阻抗计算方法。用已建模型计算获得定子驱动足接触点在谐振频率点附近振幅,推导驱动足接触点运动轨迹。通过实测定子阻抗特性将所得结果与理论分析进行比较。

基于压电晶片阵列的管中导波时反检测方法研究

为提高超声导波技术对管中小缺陷的检测能力,提出一种采用窄带高压脉冲激发安装在管道外表面的压电晶片阵列实现管中导波时间反转检测的新方法。该方法采用窄带脉冲同时激励沿管道表面轴对称安装的压电晶片阵列,从各压电晶片接收到的反射回波中提取含L(n,2)模态的缺陷信息进行时间反转,并用获得的时反波再次激励阵列中对应压电晶片,整个阵列将同时接收到较单一L(n,2)模态信号。试验结果表明,该方法能较好地抑制导波的频散、多模态特性,提高缺陷回波信噪比,增加对小缺陷的检测能力。同时,时反前、后所检测到的管道端面和缺陷反射回波的导波模态几乎相同,可采用特定频率的L(0,2)模态群速度作为时反后缺陷波包的传播速度;且时反后的幅值最大的缺陷波包能重构窄带初始激励信号幅值最大的波包,可有效增加缺陷波包的辨识能力。

压电晶片传感器监测金属薄板的腐蚀

激励压电晶片传感器产生Lamb波并用于监测金属板材的腐蚀,由信号的相关系数表征腐蚀对在板中Lamb波传播特性的影响。实验结果表明在Lamb波模态中A_0模式受腐蚀影响大,适合用于监测金属的腐蚀。Lamb波通过腐蚀区域后由于频散以及信号幅度和相位的变化对采集的损伤信号与健康状态信号的相关系数有影响。在腐蚀区域直径一定的情况下,对应的相关系数并不随腐蚀深度的增加而单调递减;在腐蚀深度一定时,相关系数随腐蚀区域直径增加而单调递减。

液体-压电晶片界面兰姆波激发的理论研究

对液体 -压电晶片结构中叉指换能器所激发的兰姆波进行了理论研究和数值分析 ,给出了兰姆波的相速度、叉指换能器激发兰姆波的机电耦合系数与压电晶片的归一化厚度、晶体切向之间的关系曲线 ,为液体密度兰姆波声传感器的研究提供了理论基础。

基于压电晶片的超声导波激发特性试验

使用超声导波进行无损检测是实现结构健康监测的重要手段,但是其多模态特性会增加损伤信号提取难度,因此需要在激发时尽可能激励单一模态。使用粘贴于结构表面的压电晶片激发和接收超声导波,通过多种尺寸晶片在不同结构厚度下的导波试验,对导波各模态的激发特性进行了研究。结果表明附着于结构表面的压电晶片不但可激发S_0模态,同时也可激发出A_0模态;为了有效抑制A_0模态的幅值,激发晶片的直径需要大于A_0模态的波长。

基于压电晶片的木材弹性模量测试

木材弹性模量是表征其力学性能的重要指标之一,应力波因其操作简便、成本低、测量结果准确等特点广泛应用于木材弹性模量的测量。目前,应力波技术测量木材弹性模量主要通过应力锤激励法实现,事实上应力锤激励法在测量木材弹性模量时无法实时分析测试试件的振动状态,且敲击易造成应力集中,不适用于厚度较小且材质较轻的木材试件。基于此,依据振动理论并结合压电材料的压电效应,从激振源和信号处理方式两个方面,构建了一种基于压电晶片激振测量木材横向弯曲弹性模量的方法。通过比较不同激励频率下激振与响应信号的幅值,获取木材试件的固有频率,根据梁的横向振动方程计算出弹性模量,并对比应力锤共振法测量结果验证该方法的可行性。两种方法测量结果的相对误差在2.5%以内,平均误差仅为1.54%。实测数据表明,基于压电晶片激振法可以有效地测得木材的弹性模量,且该方法测量时使用压电晶片激振产生的振幅较小,更加满足弹性力学微小变形的假设。后期的信号处理方面克服了应力锤法不能有效处理一些突变和不平稳信号的不足,使得检测方式更加灵活,重复性较好。

基于双压电晶片的喷嘴挡板伺服阀

研究了一种基于双压电晶片的喷嘴挡板式伺服阀,给出了双压电晶片的喷嘴挡板式伺服阀的基本机构。对双压电晶片在不同频率、介质、基板尺寸及晶片厚度下的变形情况进行了深入的分析,并通过试验初步验证了双压电晶片喷嘴挡板式伺服阀的相关性能,给出了流量、压力特性曲线,对试验结果进行了分析,得出了相关的结论。

液体-压电晶片界面上电边界条件对兰姆波激发的影响

:本文对液体 压电晶片结构中 ,不同电边界条件下叉指换能器所激发的兰姆波传播特性进行了分析研究 ,给出了不同电边界条件下兰姆波的相速度、叉指换能器激发兰姆波的机电耦合系数与压电晶片的归一化厚度、晶体切向之间的关系曲线 ,为实际设计中电边界条件的正确选择提供了理论基础。

翻边压电晶片激励Lamb波声场研究

压电晶片广泛应用于超声波检测领域,是激励和接收超声波的最主要器件之一。本文用实验、有限元压电模拟和半解析数值模拟方法,研究翻边压电晶片在板中激励Lamb波声场。三种方法得到的Lamb波信号吻合性好,仅A0模式由于频散有少量差异。同时分析了翻边电极面积对声场分布以及声场能量的影响。翻边电极造成了Lamb波声场不对称,减少了声场的能量,同时降低了压电晶片的电容、机电耦合系数和品质因子等参数。

基于单片机和压电晶片的电池管理系统设计

锂电池荷电状态估算（SoC）以及均衡管理是电池管理系统的热点和难点。鉴于磷酸铁锂软包电池在SoC为10%~90%范围内电池开路电压变化很小,对传统的基于开路电压估算荷电状态方法就要求很高的测量精度。设计了一款分布式电池管理系统,对电池电压、温度、电流等进行监控。并采用两个压电陶瓷晶片估算荷电状态（不需要与电池包进行电气连接,减小了对电池包寿命的影响）,产生的特定信号穿过电池包后发生变化,依据检测到的信号幅值与SoC之间的关系和开路电压进行SoC估算。实验结果表明,设计的电池管理系统对电池包参数采集满足精度要求,并验证了压电效应估算SoC方法的可行性。

应用于冷气微推力器的压电晶片驱动稳定性分析

针对多自由度压电晶片驱动机构,建立了多自由度质量—弹簧—阻尼等效模型。通过对压电晶片驱动机构模型中等效刚度和阻尼系数变参数研究系统在不同情况下的阶跃响应及系统稳定性。通过进一步的数值仿真,确定压电晶片驱动机构虽然不可控,但仍然是镇定系统,验证了微推力器中首次应用压电晶片驱动机构的合理性,该系统的阶跃响应快且稳定在3.34×10-6m。

一种基于双压电晶片的低噪声加速度计

针对航空矢量声纳浮标对低噪声、低成本、小体积惯性传感器的需求,研究了一种基于双压电晶片的双轴压差分式压电加速度计。首先从理论上分析了矢量水听器中加速度计的工作模式,基于压电加速度计自噪声模型,提出了利用双压电晶片与独立质量块结构实现低噪声加速度计的方法;通过有限元方法对加速度计的灵敏度和谐振频率开展优化设计,确定了加速度计各部件的结构参数;根据优化结果研制了一只加速度计样机及前置放大电路。样机测试结果表明,该压电加速度计整体尺寸为56 mm×56 mm×35 mm,一阶谐振频率约为7.4 kHz,两个轴向的灵敏度分别为1556 pC/g及1363 pC/g(100 Hz),横向灵敏度小于轴向灵敏度的2%。压电加速度计的自噪声为38 ng/√Hz(1 kHz,等效噪声声压级为39 dB/√Hz),低于零级海况下的海洋环境噪声。

压电晶片有源传感器的声发射特性研究

针对传统商用声发射(AE)传感器在高频区域信噪比较低的缺点,提出一种使用压电晶片有源传感器(PWAS)来检测疲劳裂纹产生的AE信号的新方法.对PWAS和商用S9225传感器进行AE疲劳实验对比,结果表明,在频率小于200 kHz时,两种传感器捕获到了非常相似的AE信号,在频率大于200 kHz时,PWAS捕获的声波信号大于0.2 dB,而商用S9225传感器的信号幅值小于0.1 dB.研究结果表明,PWAS成功捕获了疲劳裂纹产生的AE信号,并且在高频区域比商用AE传感器(S9225)具有更好的信噪比.

摩根技术陶瓷发布耐高温双压电晶片

摩根技术陶瓷正扩展其电镀陶瓷系列，近日发布了一个新的系列：耐高温压电式双压电晶片零件，适用于航空航天、汽车、医疗及一般工业领域的传感器及驱动器。

化学还原压电晶片测试浅析

本研究通过对普通压电晶片和还原压电晶片的性能进行相应测试方法的比对,分别对钽酸锂晶片和铌酸锂晶片电导率,居里温度,放电性能的测试结果进行分析对比,并且对普通晶片和还原片的性能进行对比分析研究,结果表明还原晶片的压电性能优于普通晶片。

摩根技术陶瓷发布耐高温双压电晶片

压电式双压电晶片是一种低档的机电换能器。它能够侮电能与机械能互相转换。当对双压电晶片施加外力将其压弯时，其中一层处于压缩状态而另一层则显示出其张力。由于这些层受力的方向性，使得每一层都能产生独立的输出电荷，而双压电晶片的总输出电荷相当于这些层的输出电荷总和。输出的提升来自于双压电晶片自由端的安装质量，以此来增加所施的压力。同时，这个输出可用于固定的传感器，从而用于定期测量、数据存储，以及当来自中央组件的查询时生成RF通信报告。

摩根技术陶瓷发布耐高温双压电晶片

摩根技术陶瓷正扩展其电镀陶瓷系列，近日发布了一个新的系列：耐高温压电式双压电晶片零件，适用于航空航天、汽车、医疗及一般工业领域的传感器及驱动器。

基于压电晶片阵列的复合材料层合板损伤检测研究

作为现阶段广泛使用的结构在线损伤检测方案,基于Lamb波的结构健康监测技术能够适用于极小的损伤检测,如结构当中存在的分层、裂纹等,正是因为其所具有的上述优势,其已经成为学术界研究的热点技术。鉴于此,本研究系统研究了基于压电晶片阵列的复合材料层合板损伤检测,通过建模,系统阐述了合材料层合板损伤识别方法,希望通过本研究发挥抛砖引玉的作用,为为基于Lamb波的结构健康监测技术发展提供一定的理论参考。