GrindoSonic无损检测及质量控制技术 点击:1991  | 2020-02-18

基于脉冲激励法的GrindoSonic设备能够实现无损检测有赖于其测试原理,利用外部激发使试件内部产生振动,利用收集装置收集共振频率,整个过程并不影响样品的微观和宏观结构,不会对其力学或其他性能产生实质影响。适用于包括建筑材料、陶瓷、玻璃、金属和合金、塑料和高分子制品、岩石、木材和复合材料等多种类型的弹性材料。
 
使用GrindoSonic 无损伤测试动态杨氏量,剪切模量非常简单。 只要打开电源就可以随时开始测试。不需要校准,调节和预热仪器。测试在几秒钟之内即可完成。典型步骤如下:
将样品放置在不影响样品自由振动的支撑体上,例如发泡塑料或橡胶等材质上,对于高模量被测样品,也可以采用金属或陶瓷尖刃进行支撑。
   1 Touch / 利用振动或声学传感设备接触样品的相应部位
在大多数样品测试中,压电传感器用来捕捉震动并且将震动转换成电信号。传感器的触点只需要轻触样品。
   2 Tap/利用激发件敲击样品,以激发振动
通过一个小锤的敲击,样品激发出震动。只需要一个很小的幅度就可以满足测试要求。
   3 Read/传感器收集信号,送入主机处理后显示结果
在主机显示屏上可以直接读出振动频率的数据,如果输入了样品的三维尺寸和质量,也可以直接得到模量和泊松比等数据。

针对激发件,可以根据样品尺寸和质量选择合适的材质和尺寸,GrindoSonic随机配置如下图所示的各种小锤。小而轻的样品,可以选择直径较小的小锤;大而重的样品要选择直径较大的小锤。样品模量越高,需要选择模量较高材质的小锤,如氮化铝或氮化硼材质;样品模量越低,需要选择塑料或橡胶材质的激发件。
 
核心检测部件是振动或声学传感器,也可以称其为探头。GrindoSonic除了具备常规的声学麦克风探头之外,还具有独特的振动传感器,两者的图片如下图所示。
 
其中,振动传感器由一个压电敏感元件和电子预放大器构成,使用时需要与样品表面接触,但该接触不应该对样品施加额外的阻尼。当样品被激发时产生振动,如果此时振动传感器与样品表面接触,振动就会造成振动传感器针尖在样品表面产生非常轻微的滑动,而此轻微华东会出动压电陶瓷产生微小电势,而此电势经过放大后就可以精确表征样品的振动频率。目前,该振动传感器可以覆盖10Hz到150KHz(可扩展至200KHz)的整个频率范围。同时,由于该传感器可以避免噪音等环境因素对测试过程的影响,非常适合于在工业和嘈杂的场合下使用。同时,只要合理的谨慎对待就可以长期和无故障使用。

 
振动传感器工作状态图

对于小型测试对象,如无法适当接触或避免附加阻尼,可以使用麦克风传感器。麦克风的优势是与测试样品无接触,从而避免额外的阻尼。然而很显然,一个麦克风只能在相对安静的环境中使用,同时麦克风的频率带宽小于压电探测器,其频率最高值一般不超过100KHz。这从某种程度上来说限制了麦克风传感器的使用范围。
麦克风传感器测试小样品
 
GrindoSonic设备另外一个适用于无损检测的特点是可以记录10Hz至150KHz的全频率谱图。因为能够传递样品信息的并不一定只局限在一阶共振频率上,次级谐振也载有样品的重要信息。
 
同时GrindoSonic提供3D瀑布图作为有效的工具对不同样品的全频率谱图进行对比,以便找出起到区分作用的频率。例如有较多裂纹与没有裂纹的样品,热处理前后的样品,或质量合格的样品和不合格的样品,其特征信息会被全部记录并清晰的显示出来。如下图所示的是相同样品在热处理前后所显示出来的在频谱图上的显著区别。
 
裂纹在材料或产品中存在指纹信息,当材料中存在裂纹时,会起到吸收吸收高频振动的作用的。因此,当被测材样品存在裂纹时,其高阶共振的振动与没有裂纹的完好样品相比会显得波峰较小或被完全被吸收掉。即便存在一定的波峰,也会显示出的较高的阻尼。下图所示的GrindoSonic 3D瀑布图所代表的就是有无裂纹样品的对比。更详细信息,请参考应用范例部分内容。
 
GrindoSonic技术测试范围宽,可以适用的样品重量可以从0.1克到高达2吨的,这一点也是实现无损检测的必要条件。
 
此外,GrindoSonic系列产品还包括可以大大增加检测效率的半自动SA系统以及可以与任意生产线兼容的在线检测IL系统,与基础的MK7系统分别适用于不同效率需求和不同预算水平的客户。
 
综上,GrindoSonic日益成为无损检测及质量控制的利器。
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