П'єзоелектричні перетворювачі
П'єзоелектричні перетворювачі — перетворювачі, призначені для збудження і прийому ультразвукових хвиль (коливань) частотою від 1 до 5 МГц.
Загальний опис
У технічній літературі і нормативно-технічній документації п'єзоелектричні перетворювачі можуть позначатися абревіатурою ПЕП. В даний час використовують п'єзоелектричні перетворювачі трьох видів:
- Суміщені — складаються з одного п'єзоелемента, який в один момент часу виконує роль джерела, а в наступний момент часу — роль приймача ультразвуку;
- Окремо-суміщені — складаються з двох п'єзоелементів (один — джерело, а другий — приймач ультразвуковий), розташованих в одному корпусі і розділених захисним акустичним екраном;
- Роздільні — п'єзоелемент в перетворювачі виконує роль тільки джерела або тільки приймача ультразвуку.
Принцип роботи п'єзоелектричних перетворювачів
Для виготовлення перетворювачів (вставок резонаторів) рейкових дефектоскопів найчастіше використовують п'єзоелементи у вигляді пластини, виготовлені з монокристалів цирконату — титанату свинцю марки ЦТС-19 або ЦТС-22. На плоскі поверхні п'єзоелементів наносять тонкі шари срібла, що служать електродами і проводять електричний струм.
Таким чином, виявляється можливим за допомогою п'єзоелемента перетворити електричні коливання в ультразвукові (зворотний п'єзоефект) і, навпаки, ультразвукові коливання в електричні (прямий п'єзоефект).[1]
Найбільший ефект перетворення досягається тоді, коли власна резонансна частота п'єзоелемента відповідає частоті прикладеної електричної напруги або частоті УЗ коливань.
Для підсилювання сигналів п'єзоелектричних перетворювачів часто використовують підсилювачі заряду. Підсилювачі заряду не в змозі підсилювати постійну складову електричного сигналу з п'єзоелектричного перетворювача.
Маркування п'єзоелектричних перетворювачів
Загальне маркування п'єзоелектричних перетворювачів зазвичай складається з букви П і наступних трьох цифр, що вказуються без пробілів.
Буква П позначає — перетворювач п'єзоелектричний; Перша цифра після букви П позначає спосіб введення ультразвуку: 1-контактний; 2-іммерсійний; 3-контактно — імерсійний; 4-безконтактний.
Друга цифра вказує розташування п'єзопластини в перетворювачі: 1 — прямий; 2 — похилий; 3 — комбінований.
Третя цифра вказує принцип дії п'єзопластини: 1 — суміщений; 2 — окремо — суміщений; 3 — роздільний.
Приклад маркування: П121 — 2,5 — 50 — контактний похилий суміщений перетворювач з номінальною частотою ультразвуку 2,5 МГц і кутом нахилу пьезоелемента 500.
Література
- Аналого-цифрові перетворювачі: навч. посіб. / М. М. Дорожовець, В. О. Мокрицький ; М-во освіти і науки, молоді та спорту України, Нац. ун-т «Львів. політехніка». — Л. : Вид-во Львів. політехніки, 2013. — 120 с. : іл., схеми., табл. — Бібліогр.: с. 115—116 (20 назв). — ISBN 978-617-607-419-9
- Прецизійні аналого-цифрові перетворювачі з бездемонтажною метрологічною самоперевіркою: монографія / Р. В. Кочан ; М-во освіти і науки, молоді та спорту України, Нац. ун-т «Львів. політехніка». — Л. : Вид-во Львів. політехніки, 2012. — 252 с. : іл., табл. — Бібліогр.: с. 236—246 (179 назв). — ISBN 978-617-607-388-8
- Папушин Ю. Л., Білецький В. С. Основи автоматизації гірничого виробництва. — Донецьк : Східний видавничий дім, 2007. — 168 с. — ISBN 978-966-317-004-6.
- Іванов А. О. Теорія автоматичного керування: Підручник. — Дніпропетровськ: Національний гірничий університет. — 2003. — 250 с.
- Енциклопедія кібернетики. тт. 1, 2. — К.: Головна редакція УРЕ, 1973. — 584 с.