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Engineering

पूर्ण सेट सामग्री स्थिरांक की विशेषता और piezoelectric सामग्री के लिए उनके तापमान निर्भरता गुंजयमान अल्ट्रासाउंड स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग

Published: April 27, 2016 doi: 10.3791/53461
Automatic Translation
1, 2
1Key Laboratory of Underwater Acoustic Communication and Marine Information Technology, Xiamen University, 2Department of Mathematics and Material Research Institute, The Pennsylvania State University

Abstract

उच्च शक्ति विद्युत उपकरणों के संचालन के दौरान, एक तापमान में वृद्धि अपरिहार्य यांत्रिक और बिजली के घाटे के कारण, इस उपकरण के प्रदर्शन में गिरावट का कारण है। आदेश कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग इस तरह के degradations का मूल्यांकन करने के लिए, ऊंचा तापमान पर पूर्ण मैट्रिक्स सामग्री गुण सामग्री के रूप में की जरूरत है। यह अलग geometries के नमूनों के बीच अपनी मजबूत अनिसोट्रोपिक प्रकृति और संपत्ति भिन्नता के कारण ferroelectric सामग्री के लिए इस तरह के डेटा को मापने के लिए बेहद मुश्किल है। क्योंकि विध्रुवण की डिग्री सीमा शर्त निर्भर, आईईईई (इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स संस्थान) प्रतिबाधा अनुनाद तकनीक है, जो काफी अलग geometries के साथ कई नमूने की आवश्यकता द्वारा प्राप्त आंकड़ों है, आम तौर पर स्वयं निरंतरता की कमी है। गुंजयमान अल्ट्रासाउंड स्पेक्ट्रोस्कोपी (रस) तकनीक पूरा सेट सामग्री स्थिरांक केवल एक नमूना का उपयोग करके मापा जा करने के लिए है, जो नमूना variat नमूने के लिए की वजह से त्रुटियों को समाप्त कर सकते हैं अनुमति देता हैआयन। एक विस्तृत रस प्रक्रिया यहाँ प्रदर्शन किया है एक titanate नेतृत्व zirconate (PZT -4) piezoceramic नमूना का उपयोग कर। उदाहरण के लिए, सामग्री स्थिरांक का पूरा सेट 120 डिग्री सेल्सियस के लिए कमरे के तापमान से मापा गया था। मापा मुक्त अचालक स्थिरांक 1 समीकरण तथा 2 समीकरण मापा पूरा सेट डेटा के आधार पर गणना की तुलना में लोगों के साथ थे, और पीजोइलेक्ट्रिक स्थिरांक 15 डी और डी 33 भी अलग फार्मूले का उपयोग कर की गणना की गई। उत्कृष्ट समझौते तापमान है, जो रस से प्राप्त आंकड़ों के सेट के आत्म स्थिरता की पुष्टि की पूरी रेंज में मिला था।

Introduction

Titanate नेतृत्व zirconate (PZT) पीजोइलेक्ट्रिक मिट्टी के बरतन, (1 एक्स) PbZrO 3 -xPbTiO 3, और उसके डेरिवेटिव व्यापक रूप से 1950 के दशक के बाद से 1 अल्ट्रासोनिक transducers, सेंसर और actuators में इस्तेमाल किया गया है। इन विद्युत उपकरणों से कई ऐसे अंतरिक्ष वाहनों के लिए और भूमिगत अच्छी तरह से प्रवेश के रूप में उच्च तापमान पर्वतमाला, पर इस्तेमाल कर रहे हैं। इसके अलावा, इस तरह के चिकित्सकीय अल्ट्रासोनिक transducers, पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसफार्मर और सोनार प्रोजेक्टर, आपरेशन के दौरान अक्सर गर्मी-अप के रूप में उच्च बिजली उपकरणों। जैसे तापमान बढ़ जाता है गूंज आवृत्तियों और ट्रांसड्यूसर का केन्द्र बिन्दु बदल जाएगा, गंभीर के प्रदर्शन में गिरावट के कारण। उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड (HIFU) प्रौद्योगिकी, पहले से ही ट्यूमर के उपचार के लिए नैदानिक ​​अभ्यास में इस्तेमाल किया, अल्ट्रासोनिक PZT मिट्टी के पात्र का बना ट्रांसड्यूसर उपयोग करता है। आपरेशन के दौरान, इन transducers के तापमान में वृद्धि होगी, PZT गुंजयमान यंत्र की सामग्री स्थिरांक का एक परिवर्तन है, जो बारी में एचआई के कारण बदल जाएगाफू केन्द्र बिन्दु के रूप में अच्छी तरह से बिजली उत्पादन 2,3। केन्द्र बिन्दु की पारी गंभीर अवांछित परिणाम, यानी, स्वस्थ ऊतकों कैंसर के ऊतकों के बजाय नष्ट किया जा रहा करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं। दूसरी ओर, यदि केन्द्र बिन्दु पारी की भविष्यवाणी की जा सकती है, एक इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन इस तरह के बदलाव का सही करने के लिए इस्तेमाल कर सकते हैं। इसलिए, piezoelectric सामग्री का पूरा सेट सामग्री के गुणों का तापमान निर्भरता को मापने के डिजाइन और कई विद्युत उपकरणों, विशेष रूप से उच्च बिजली उपकरणों के मूल्यांकन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

Poled ferroelectric सामग्री सबसे अच्छा पीजोइलेक्ट्रिक आज ज्ञात सामग्री रहे हैं। वास्तव में, वर्तमान में उपयोग में लगभग सभी पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री ठोस समाधान PZT और मिट्टी के पात्र (1 एक्स) पंजाब (मिलीग्राम 1/3 नायब 2/3) ओ 3 -xPbTiO 3 (PMN-पीटी) एकल क्रिस्टल सहित ferroelectric सामग्री, कर रहे हैं। आईईईई प्रतिबाधा प्रतिध्वनि विधि (इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स संस्थान) drasti के साथ 5-7 के नमूने की आवश्यकता हैबड़ी सफाई के क्रम में पूरा सेट सामग्री को चिह्नित करने में विभिन्न geometries 4 स्थिरांक। यह लगभग ferroelectric सामग्री के लिए आईईईई प्रतिबाधा प्रतिध्वनि विधि का उपयोग क्योंकि मतदान की डिग्री पर नमूना ज्यामिति (सीमा की स्थिति) पर निर्भर करता है आत्म-संगत पूरा सेट मैट्रिक्स डेटा प्राप्त करने के लिए असंभव है, जबकि नमूना गुण मतदान के स्तर पर निर्भर है। नमूना की वजह से बदलाव के नमूने को समस्याओं से बचने के लिए, सभी स्थिरांक एक नमूना से मापा जाना चाहिए। ली एट अल। नाड़ी गूंज अल्ट्रासाउंड और उलटा प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी 5 का एक संयोजन का उपयोग करके कमरे के तापमान पर एक नमूना से सभी स्थिरांक के सफल माप की सूचना दी। दुर्भाग्य से, इस तकनीक को ऊंचा तापमान पर प्रदर्शन करने के लिए है, क्योंकि यह संभव अल्ट्रासोनिक माप भट्ठी सीधे अंदर प्रदर्शन करने के लिए नहीं है कठिन है। वहाँ भी कोई व्यावसायिक रूप से उपलब्ध कतरनी ट्रांसड्यूसर कि उच्च तापमान पर काम कर सकते हैं। इसके अलावा, युग्मन तेल ट्रांस बाध्य किducer और नमूना उच्च तापमान पर काम नहीं कर सकता।

सिद्धांत रूप में, रस तकनीक क्षमता पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री और उनके तापमान निर्भरता का पूरा सेट सामग्री स्थिरांक केवल एक नमूना 6.7 का उपयोग कर निर्धारित करने के लिए है। लेकिन वहाँ रस तकनीक के समुचित कार्यान्वयन के लिए कई महत्वपूर्ण कदम उठाए हैं। सबसे पहले, कमरे के तापमान पर tensor गुण का पूरा सेट सही नाड़ी गूंज और रस की तकनीक के संयोजन का उपयोग निर्धारित किया जाना चाहिए। दूसरा, इस कमरे के तापमान डेटा सेट गूंज आवृत्तियों की भविष्यवाणी करने और व्यवस्था की इसी मोड की पहचान करने में मापा वाले मैच के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। तीसरा, कमरे के तापमान से ऊपर तापमान के प्रत्येक छोटे वेतन वृद्धि के लिए, एक आदेश मापा गूंज स्पेक्ट्रम से इस नए तापमान पर पूरा सेट स्थिरांक को पुनः प्राप्त करने में मापा गूंज स्पेक्ट्रम के खिलाफ स्पेक्ट्रम पुनर्निर्माण प्रदर्शन करने की जरूरत है। फिर, नया प्रारंभिक बिंदु के रूप में सेट नए डेटा का उपयोग कर, हम कर सकते हैं अगले तापमान पर पूरा सेट स्थिरांक पाने के लिए एक और छोटे से तापमान कदम से तापमान में वृद्धि। इस प्रक्रिया को जारी रखते हुए हमें पूरा सेट सामग्री स्थिरांक का तापमान निर्भरता प्राप्त करने के लिए अनुमति देगा।

इधर, एक PZT -4 piezoceramic नमूना रस तकनीक की माप प्रक्रिया वर्णन करने के लिए प्रयोग किया जाता है। 5 लोचदार स्थिरांक, 3 पीजोइलेक्ट्रिक स्थिरांक और 2 अचालक स्थिरांक: poled PZT -4 चीनी मिट्टी के 10 स्वतंत्र सामग्री स्थिरांक के साथ ∞m समरूपता है। क्योंकि अचालक स्थिरांक गूंज आवृत्तियों के परिवर्तन के प्रति असंवेदनशील हैं, वे अलग से एक ही नमूना का उपयोग करके मापा गया था। clamped अचालक स्थिरांक का तापमान निर्भरता 3 समीकरण तथा 4 समीकरण समाई माप से सीधे मापा गया जबकि मुक्त अचालक स्थिरांकoad / 53461 / image005.jpg "/> और 2 समीकरण एक ही समय में मापा डेटा स्थिरता चेक के रूप में इस्तेमाल किया गया। एक निरंतर बिजली के क्षेत्र में लोचदार कठोरता स्थिरांक का तापमान निर्भरता समीकरण 6 , समीकरण 7 , समीकरण 8 , समीकरण 9 तथा समीकरण 10 और पीजोइलेक्ट्रिक तनाव स्थिरांक ई 15, ई 31 और ई 33 ही नमूना का उपयोग कर रस तकनीक द्वारा निर्धारित किया गया है।

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Protocol

1. नमूना तैयार

नोट: वांछित आकार की PZT -4 चीनी मिट्टी के नमूने सीधे कई PZT चीनी मिट्टी के निर्माताओं से आदेश दिया जा सकता है। एक भी, एक हीरे की कटिंग मशीन का उपयोग कर एक बड़ा PZT चीनी मिट्टी ब्लॉक से नमूना कटौती तो नमूना काटने और चमकाने की वजह से depoling बहाल करने के लिए repole सकता है। इधर, नमूना आकार 3 मिमी और 10 मिमी के बीच प्रत्येक आयाम के साथ एक समानांतर खात है। बड़े आकार के नमूने के लिए आवश्यक नहीं कर रहे हैं लेकिन अगर नमूने भी छोटे हैं सटीकता समझौता किया जा सकता है।

  1. अल 2 3 हे पाउडर का उपयोग कर एक Plexiglas डिस्क पर एक आयताकार समानांतर खात नमूना की सतहों पॉलिश।
    1. सबसे पहले, 60 डिग्री सेल्सियस के लिए छड़ी और नमूना हीटिंग द्वारा मोम की एक बहुत पतली परत का उपयोग कर एक धातु की छड़ से नीचे की सतह के लिए नमूना गोंद। फिर कमरे के तापमान को शांत। कसकर, एक बड़ा बाहरी व्यास के साथ एक धातु सिलेंडर में रॉड फिट इतना है कि सिलेंडर और नमूने के नीचे की सतह पॉलिश कपड़ा हो सकता हैईथर पॉलिश नमूना की सतह की उदासी की गारंटी है।
    2. गीले गिलास एक पानी की बोतल का उपयोग कर थाली तो गीली सतह पर 6 माइक्रोन अल 2 3 हे पाउडर छिड़क। नमूना थाली पर यह करने के लिए चिपके के साथ नमूना धारक की जगह और नमूना की सतह फ्लैट पीसने के लिए परिपत्र गति बनाते हैं। Plexiglas प्लेट और अच्छी तरह से नमूना धारक धो लें।
    3. गीला गिलास प्लेट पर छिड़क 3 माइक्रोन अल 2 3 हे पाउडर और इतनी है कि नमूना की सतह चिकनी हो जाएगा फिर से पीस दोहराएँ। सब कुछ साफ धो लें।
    4. 60 डिग्री सेल्सियस के लिए विधानसभा को गर्म मोम पिघल द्वारा धारक के बंद नमूना लिफ्ट। एसीटोन का उपयोग नमूना की सतह पर शेष मोम साफ करें।
    5. उसी प्रक्रिया का उपयोग नमूना के सभी 6 सतहों पॉलिश।
  2. एक माइक्रोन का उपयोग नमूना के आयाम को मापने और परिणाम रिकॉर्ड है। इधर, PZT -4 नमूना चित्र 1 में दिखाया निम्नलिखित आयाम है: एल एक्स = 4.461 मिमी, एल y = 6.073 मिमी, और एल जेड = 4.914 मिमी।
  3. उपाय नमूना बड़े पैमाने पर एक डिजिटल विश्लेषणात्मक संतुलन का उपयोग।
  4. मात्रा से बड़े पैमाने पर फूट डालो जन घनत्व ρ पाने के लिए।

2. पल्स गूंज अल्ट्रासाउंड मापन

नोट: इस पत्र में, समीकरण 15 तथा समीकरण 16 मैं वें पंक्ति जम्मू वें निरंतर बिजली के क्षेत्र और निरंतर बिजली विस्थापन क्रमश लोचदार कठोरता tensors के स्तंभ तत्व का प्रतिनिधित्व करते हैं; समीकरण 17 तथा समीकरण 18 मैं वें पंक्ति जम्मू वें निरंतर बिजली पर लोचदार अनुपालन tensors के स्तंभ तत्व का प्रतिनिधित्वक्षेत्र और निरंतर बिजली विस्थापन, क्रमशः; डी आई जे मैं वीं पंक्ति जम्मू वें पीजोइलेक्ट्रिक तनाव tensor के स्तंभ तत्व का प्रतिनिधित्व करता है; ई आई जे मैं वीं पंक्ति जम्मू वें पीजोइलेक्ट्रिक तनाव tensor के स्तंभ तत्व का प्रतिनिधित्व करता है; समीकरण 21 तथा समीकरण 22 मैं वें पंक्ति जम्मू वें clamped और मुक्त अचालक स्थिरांक के स्तंभ तत्व का प्रतिनिधित्व करते हैं, क्रमशः। सभी मैट्रिक्स सामग्री स्थिरांक वोइट के अंकन में हैं।

  1. Pulser-रिसीवर चालू करें। पल्स गूंज माप के लिए पी / ई के लिए मोड सेट।
  2. एक अनुदैर्ध्य लहर ट्रांसड्यूसर (15 मेगाहर्ट्ज) और Pulser-रिसीवर के लिए एक डिजिटल आस्टसीलस्कप कनेक्ट करें।
  3. कुछ युग्मन तेल के बीच के साथ एक्स-दिशा के साथ नमूना की सतह पर ट्रांसड्यूसर रखो। ध्यान दें कि ध्रुवीकरण सख्तction जेड-धुरी के रूप में परिभाषित किया गया है।
  4. डिजिटल आस्टसीलस्कप के नियंत्रण कक्ष पर कर्सर कुंजी दबाएँ; पक्ष मेनू बटन वी बार्स दबाते हैं, तो पहले गूंज संकेत के उच्चतम शिखर पर एक कर्सर लाइन स्थानांतरित करने के लिए सामान्य प्रयोजन घुंडी बारी बारी से।
  5. चयन कुंजी दबाते हैं, तो दूसरी गूंज संकेत में इसी शिखर पर अन्य कर्सर लाइन स्थानांतरित करने के लिए सामान्य प्रयोजन घुंडी बारी बारी से।
  6. जगह Δ के साथ चिह्नित में संख्यात्मक मूल्य पढ़ें: स्क्रीन है, जो उड़ान के गोल यात्रा का समय है पर, समीकरण 23 एक्स अक्ष के साथ अनुदैर्ध्य लहर नाड़ी की।
  7. एक्स-दिशा के साथ अनुदैर्ध्य लहर वेग की गणना, समीकरण 24 द्वारा दो बार नमूना की मोटाई (गोल यात्रा दूरी) विभाजित करके समीकरण 27 , और फिर लोचदार निरंतर निर्धारित , जहां ρ नमूना घनत्व है।
  8. एक कतरनी लहर ट्रांसड्यूसर (5 मेगाहर्ट्ज) का उपयोग 2.3-2.5 दोहराएँ और सूत्र का उपयोग कतरनी लहर वेग का निर्धारण समीकरण 33 , कहा पे समीकरण 34 एक्स-दिशा के साथ कतरनी लहर दौर यात्रा के लिए उड़ान का समय है। कतरनी लोचदार निरंतर निर्धारित बनाने के लिए समीकरण 35 सूत्र का उपयोग समीकरण 36 ।
  9. लोचदार लगातार गणना समीकरण 37 सूत्र का उपयोग: समीकरण 38 । इस ∞ मीटर समरूपता के साथ PZT नमूना के लिए फार्मूला है। </ Li>
  10. एक कतरनी ट्रांसड्यूसर (5 मेगाहर्ट्ज) नमूने की जेड सतह पर रखें। रिकॉर्ड उड़ान के गोल यात्रा के समय, समीकरण 39 जेड दिशा डिजिटल आस्टसीलस्कप का उपयोग के साथ कतरनी लहर के लिए। ध्वनि वेग की गणना समीकरण 40 सूत्र का उपयोग: समीकरण 41 और लोचदार निरंतर निर्धारित समीकरण 42 सूत्र का उपयोग: समीकरण 43 ।

3. ढांकता हुआ स्थिरांक का तापमान निर्भरता उपाय

  1. दो एक ब्रश का उपयोग कर एक्स-दिशा में नमूने के सतहों पर प्रवाहकीय चांदी के रंग की एक पतली परत लागू करें। रंग आसानी से साफ किया जा सकता है, ताकि एक ही नमूना खुले सर्किट हालत में बाद में रस माप के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
  2. सीनियंत्रण कंप्यूटर के लिए प्रतिबाधा विश्लेषक onnect और दोनों पर बारी।
  3. शुरू सेट और 10 मेगाहर्ट्ज और 40 मेगाहर्ट्ज क्रमश प्रतिबाधा विश्लेषक की आवृत्तियों को रोकने, आवृत्ति स्कैन के लिए। क्योंकि ढांकता हुआ निरंतर इस PZT नमूना के लिए >> 1 है अपने ढांकता हुआ निरंतर गणना समीकरण 44 समानांतर थाली सन्निकटन का उपयोग कर समीकरण 45 , जहां समाई समीकरण 46 35 मेगाहर्ट्ज पर मापा जाता है, एक इलेक्ट्रोड क्षेत्र है और टी नमूना की मोटाई है।
  4. प्रतिबाधा विश्लेषक के चार टर्मिनल जोड़ी बंदरगाह के लिए 16048A एडाप्टर कनेक्ट।
  5. अंशांकन मेनू प्रदर्शित करने के लिए प्रतिबाधा विश्लेषक के सीएएल कुंजी दबाएँ।
  6. एडाप्टर शुरू मेनू में सेट प्रदर्शित करने के लिए, और चयन 4TP 1M एडाप्टर कुंजी दबाएँ।
  7. Lcur और Lpot अवधि कनेक्ट04294-61001 के Hpot और Hcur टर्मिनलों के लिए 16048A पर inals। अन्य टर्मिनलों खुले सर्किट हालत में रहते हैं।
  8. एडाप्टर सेटअप मेनू प्रदर्शित करने के लिए सेट OFUP कुंजी दबाएँ।
  9. प्रेस चरण COMP [-] चरण मुआवजा डेटा माप शुरू करने के लिए कुंजी। जब चरण मुआवजा डेटा माप पूरा हो गया है, नरम कुंजी लेबल परिवर्तन COMP चरण के लिए [किया]।
  10. 04294-61001 पर Lcur, Lpot, Hpot और Hcur टर्मिनलों के लिए 16048A पर Lcur, Lpot, Hpot और Hcur टर्मिनलों कनेक्ट करें।
  11. प्रेस लोड [-] मापन शुरू करने के लिए कुंजी। लोड डेटा माप पूरा हो गया है, नरम कुंजी लेबल परिवर्तन लोड करने के लिए [किया]।
  12. प्रतिबाधा विश्लेषक के लिए एक दृढ़ कनेक्ट करें, और एक खुला सर्किट हालत में रखने।
  13. , सीएएल कुंजी प्रेस तो स्थिरता मुआवजा मेनू प्रदर्शित करने के लिए नरम कुंजी स्थिरता मुआवजा दबाएँ।
  14. [-] कुंजी खुले सर्किट डेटा माप शुरू करने के लिए खुला प्रेस। लोड डेटा माप पूरा हो गया है, sofटी कुंजी लेबल परिवर्तन [पर] खोलने के लिए।
  15. सकारात्मक और नकारात्मक होता है जो तांबे के तार रखकर कम स्थिरता।
  16. [-] कुंजी शॉर्ट सर्किट डेटा माप शुरू करने के लिए कम प्रेस। लोड डेटा माप पूरा हो गया है, कम करने के लिए नरम कुंजी लेबल परिवर्तन [पर]।
  17. स्थिरता के लिए एक 100 Ω अवरोध को ठीक करें। नरम चाबियाँ लोड तो विरोध मूल्य निर्धारित प्रेस, 100 दर्ज कर फिर कुंजी X1 दबाएँ।
  18. लोड कुंजी दबाएँ। लोड डेटा माप पूरा हो गया है, नरम कुंजी लेबल परिवर्तन [पर] लोड करने के लिए। अब अंशांकन पूरा हो गया है।
  19. स्थिरता में नमूना डाल दिया तो एक तापमान कक्ष में पूरे विधानसभा डाल दिया और दरवाजा बंद करो।
  20. प्रतिबाधा विश्लेषक पैनल पर कुंजी MEAS प्रेस, और चुनें समीकरण 47 ।
  21. नियंत्रित कंप्यूटर का उपयोग कर 20 डिग्री सेल्सियस तक तापमान चैम्बर सेट करें।
  22. स्प्रेडशीट सॉफ्टवेयर से जुड़े कंप्यूटर में स्थापित खोलेंप्रतिबाधा विश्लेषक पढ़ा है और प्रतिबाधा विश्लेषक से डेटा रिकॉर्ड करने के लिए।
  23. कंप्यूटर में एक सॉफ्टवेयर का उपयोग कर समाई डेटा पढ़ें और एक फाइल में मापा परिणामों को बचाने के।
  24. चैम्बर के नियंत्रण कक्ष पर यूपी कुंजी दबाने से 5 डिग्री सेल्सियस के तापमान कदम के साथ चैम्बर के तापमान में परिवर्तन। चैम्बर तापमान के बाद प्रत्येक तापमान वेतन वृद्धि में कदम दोहराएँ 3.23 स्थिर हो जाता है।
  25. clamped ढांकता हुआ निरंतर का तापमान निर्भरता का निर्धारण करते हैं 3 समीकरण समानांतर समाई सूत्र 35 मेगाहर्ट्ज, जिस पर समाई लगभग स्वतंत्र आवृत्ति हो जाता है पर समाई मूल्य के प्रयोग पर आधारित है।
  26. , 1 kHz और 10 kHz करने के लिए शुरू और बंद आवृत्तियों रीसेट क्रमशः।
  27. दोहराएँ कदम 3.21-3.24 नमूने की कम आवृत्ति समाई का तापमान निर्भरता को मापने के लिए। मापा परिणाम को बचाने।
  28. मुक्त DIEL का तापमान निर्भरता का निर्धारण करते हैंectric निरंतर समीकरण 48 1 kHz पर कम आवृत्ति समाई का उपयोग कर।
  29. एसीटोन का उपयोग नमूना की सतह पर प्रवाहकीय चांदी के रंग निकालें।
  30. मतदान Z-दिशा के साथ दो नमूना सतहों के लिए प्रवाहकीय चांदी के रंग लागू करें।
  31. दोहराएँ 3.3-3.28 कदम। clamped और मुक्त अचालक स्थिरांक का तापमान निर्भरता का निर्धारण करते हैं, समीकरण 49 तथा समीकरण 50 ।

कमरे के तापमान और मोड पहचान पर 4. प्रतिध्वनि आवृत्तियों मापन

  1. प्रतिध्वनि आवृत्तियों उपाय।
    1. संचारण और केवल नमूना (चित्रा 2) के विपरीत कोनों पर संपर्कों के साथ रस प्रणाली के प्राप्त ट्रांसड्यूसर के बीच में नमूना रखो। ध्यान दें कि संपर्कों मुलायम वसंत भरी हुई हैं और लागू दबाव बहुत ligh हैटी, अभी पर्याप्त जगह में नमूना पकड़। इसलिए, कोई नुकसान संपर्कों की वजह से हैं।
    2. गतिशील गूंज प्रणाली (चित्रा 2) और कंप्यूटर इससे जुड़े चालू करें।
    3. गतिशील गूंज प्रणाली के नियंत्रण इंटरफ़ेस चलाएँ। प्रारंभ आवृत्ति एफ 1, 2 एफ रोक आवृत्ति, और डेटा बिंदुओं की कुल संख्या एकत्र होने के लिए एन सेट करें। एन चुनें तो यह है कि (1 एफ - एफ 2) / एन कम से कम 0.1 किलोहर्ट्ज़ है आवृत्ति संकल्प सुनिश्चित करने के लिए। इस नमूने के लिए, एफ 1 = 200 किलोहर्ट्ज़, एफ 2 = 450 किलोहर्ट्ज़ और एन = 8,192 निर्धारित किया है।
    4. कमरे के तापमान पर इस आवृत्ति रेंज में नमूना की गूंज स्पेक्ट्रम उपाय और एक फाइल में स्पेक्ट्रम बचाने के लिए।
    5. एक फाइल करने के लिए मापा परिणाम के निर्यात ASCII डेटा।
    6. एक डेटा की साजिश रचने सॉफ्टवेयर के साथ ASCII डेटा खोलें। डाटा मैट्रिक्स के पहले और दूसरे कॉलम respo के वास्तविक और काल्पनिक भागों का प्रतिनिधित्वएनएसई, क्रमशः।
  2. मापा गूंज आवृत्तियों के लिए इसी मोड को पहचानें।
    1. आवृत्ति आयाम वक्र (चित्रा 3) प्लॉट। चोटियों नमूना की आवृत्तियों प्रतिध्वनि के अनुरूप हैं।
    2. कमरे के तापमान मापा पूरा सेट tensor स्थिरांक का उपयोग कर गूंज आवृत्तियों की गणना। के मूल्यों समीकरण 6 , समीकरण 7 , समीकरण 10 कदम 2.4-2.8 में निर्धारित किया गया है। के मूल्यों 3 समीकरण तथा 4 समीकरण कदम 3.25 और 3.31 में निर्धारित किया गया है। सूत्र द्वारा कतरनी पीजोइलेक्ट्रिक लगातार ई 15 निर्धारण करते हैं: समीकरण 51 । प्रारंभिक इनपुट वैल अनुमानके ues समीकरण 52 , समीकरण 53 , ई 31 और ई 33, कई नमूनों से संयुक्त तकनीक का उपयोग करके मापा सामग्री स्थिरांक पर आधारित है। प्रत्येक विधा के अनुनाद आवृत्ति की गणना के लिए समीकरणों रेफरी में दी गई हैं। 6।
    3. उन लोगों के साथ मापा गणना की गूंज आवृत्तियों की तुलना मापा गूंज आवृत्तियों के लिए इसी मोड की पहचान करने के लिए।
    4. का अनुमान लगाया मूल्यों भिन्न समीकरण 71 , समीकरण 9 , ई 31 और ई 33 iteratively गणना और मापा गुंजयमान आवृत्तियों के बीच कुल वैश्विक त्रुटि को कम करने के लिए। चलना बंद हो जाता है जब वांछित सटीकता पर पहुंच गया है।

5. अनुनाद स्पेक्ट्रम measuउच्च तापमान पर REMENT और पूर्ण सेट सामग्री स्थिरांक का तापमान निर्भरता का निर्धारण

  1. उच्च तापमान पर नमूना की गूंज आवृत्तियों उपाय।
    1. एक हवा भट्ठी (चित्रा 4) में नमूना धारक विधानसभा रखो। रस व्यवस्था करने के लिए विधानसभा कनेक्ट करने के लिए भट्ठी दीवार पर एक छेद के माध्यम से दो उच्च तापमान समाक्षीय केबल तारों का प्रयोग करें।
    2. केवल नमूने के विपरीत कोनों पर संचारण और ट्रांसड्यूसर कि भट्ठी में पहले से ही कर रहे हैं, संपर्कों के साथ प्राप्त करने के बीच में नमूना रखो।
    3. वास्तविक तापमान पढ़ने के लिए नमूना पास एक thermocouple रखो। भट्ठी के बाहर एक थर्मामीटर को thermocouple कनेक्ट करें।
    4. भट्ठी दरवाजा बंद करो।
    5. रस प्रणाली के नियंत्रण इंटरफ़ेस चालू करें। 200 किलोहर्ट्ज़ और 450 किलोहर्ट्ज़, क्रमशः, और 8,192 को डेटा बिंदुओं की संख्या के शुरू और बंद आवृत्तियों सेट करें।
    6. , रस प्रणाली को मापने के सॉफ्टवेयर को चलाने गूंज fre मापनेनमूने के quencies और एक फाइल में परिणामों को बचाने।
    7. ΔT = 5 डिग्री सेल्सियस के एक कदम के साथ नमूना के तापमान में वृद्धि। 5.1.6 दोहराएँ जब तक वांछित तापमान तक पहुँच जाता है। एक अलग नाम बचाया प्रत्येक फ़ाइल दीजिए।
      नोट: ऊपरी तापमान सीमा कनेक्शन तारों और ट्रांसड्यूसर द्वारा निर्धारित किया जाता है। इधर, रस इकाई 200 डिग्री सेल्सियस के तापमान एक ऊपरी सीमा नहीं है।
  2. पूर्ण सेट सामग्री स्थिरांक का तापमान निर्भरता का निर्धारण करते हैं।
    1. दोहराएँ 4.1.5, 4.1.6 और 4.2.1 अलग तापमान पर सेट हर डेटा के लिए कदम।
    2. प्रत्येक अनुनाद आवृत्ति की विधा को पहचानें। अगले तापमान टी + ΔT के लिए एक संदर्भ के रूप में टी तापमान पर पहचान मोड का प्रयोग करें।
    3. मापा अनुनाद आवृत्ति एक सादे समारोह में प्रत्येक विधा के लिए इसी का तापमान निर्भरता फिट (उदाहरण के लिए, एक रेखीय या एक द्विघात समारोह) सॉफ्टवेयर की साजिश रचने का उपयोग कर।
    4. फिट से पूरा सेट सामग्री स्थिरांक निर्धारित बनाने के लिएप्रत्येक तापमान पर टेड गूंज आवृत्तियों एक स्वयं लिखा कंप्यूटर प्रोग्राम है कि रस पिछड़े समस्या हल करती है (चित्रा 5, चित्रा 6) का उपयोग कर।
      नोट: पहचान मोड की गूंज आवृत्तियों संख्यात्मक गणनाओं के लिए इनपुट पैरामीटर्स के रूप में सेवा करते हैं। प्रतिध्वनि आवृत्तियों से सामग्री स्थिरांक का निर्धारण करने की प्रक्रिया विचलन समारोह की एक स्थानीय Minimizer पाने का एक nonlinear कम से कम वर्गों समस्या है समीकरण 54 , कहा पे समीकरण 55 गणना अनुनाद आवृत्ति है, समीकरण 56 मापा परिणामों से फिट अनुनाद आवृत्ति है, और w मैं भार कारक है। मापा गूंज आवृत्तियों से अज्ञात सामग्री स्थिरांक की गणना के लिए कंप्यूटर कोड Levenberg-Mauquardt के आधार पर लिखा था (एलएम) एल्गोरिथ्म 8 और 9 MINPACK में कुछ फोरट्रान सबरूटीन्स जब एलएम कलन विधि को लागू करने के लिए कहा जाता था।
  3. पूर्ण सेट सामग्री स्थिरांक की स्व-स्थिरता की जाँच करें।
    1. मुक्त अचालक स्थिरांक की गणना समीकरण 48 तथा समीकरण 50 उलटा परिणामों से हैं और उन्हें सीधे मापा लोगों के साथ तुलना (चित्रा 7) 10।
    2. देखना है कि क्या वे thermodynamic स्थिरता की शर्त का पालन करना, उदाहरण के लिए सेट प्राप्त आंकड़ों की जाँच करें, समीकरण 58 PZT मामले के लिए।
    3. का उपयोग कर के डी 15 मूल्यों की गणना की तुलना करें समीकरण 59 , तथा समीकरण 60 और डी 33 के मूल्यों की गणनाका उपयोग करते हुए समीकरण 61 तथा समीकरण 62 ।
      नोट: इन रिश्तों को अलग समानताएं के लिए अलग होगा, लेकिन सिद्धांत एक ही है। आम तौर पर, यदि रिश्तेदार त्रुटि भविष्यवाणी की है और मापा मात्रा के बीच कम से कम 5% है, परिणाम आत्म लगातार 11 विचार किया जाएगा। कुछ प्रकाशित आंकड़ों में, यहां तक कि हस्ताक्षर गलत हो एक मात्रा अलग फार्मूले 4,11 उपयोग कर की गणना की जाती है जब होगा।

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Representative Results

एलएम उलटा में इस्तेमाल किया algorism एक स्थानीय न्यूनतम खोजक है। इसलिए, लोचदार कठोरता स्थिरांक की प्रारंभिक मान समीकरण 6 , समीकरण 7 , समीकरण 8 , समीकरण 9 , तथा समीकरण 10 और पीजोइलेक्ट्रिक स्थिरांक, ई 15, ई 31 और ई 33 को अपने सच्चे मूल्यों से एक उचित सीमा के भीतर दी जानी चाहिए। स्थिरांक समीकरण 6 , समीकरण 7 , तथा समीकरण 10 , कमरे के तापमान पर ठीक Ultrason द्वारा निर्धारित किया जा सकता हैआईसी पल्स गूंज तकनीक। पीजोइलेक्ट्रिक स्थिरांक ई 15 कमरे के तापमान पर सूत्र द्वारा निर्धारित किया जा सकता है: समीकरण 51 । इसलिए, केवल के मूल्यों समीकरण 8 , समीकरण 9 , ई 31 और ई 33 कमरे के तापमान की जरूरत पर शुरुआत प्रक्रिया में अनुमान लगाया जा सकता है। कई नमूने का उपयोग पारंपरिक अल्ट्रासोनिक या गुंजयमान तरीकों कमरे के तापमान पर पूरा सेट सामग्री स्थिरांक प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि कई नमूने का उपयोग असंगत हो सकता है के द्वारा प्राप्त परिणाम है, वे काफी अच्छा कर रहे हैं के प्रारंभिक अनुमान के मूल्यों के रूप में इस्तेमाल किया जाएगा समीकरण 8 , समीकरण 9 , ई 31 और ई 33।

आंकड़े 5 और 6, मापा लोचदार निरंतर tensor घटकों और पीजोइलेक्ट्रिक गुणांक tensor घटकों दिखाने क्रमश प्रदर्शन नमूना PZT -4 मिट्टी के पात्र 10 के लिए तापमान के एक समारोह के रूप में। एक आंकड़ा 5 से देख सकते हैं कि लोचदार स्थिरांक समीकरण 6 , समीकरण 53 , तथा समीकरण 10 तापमान जबकि लोचदार स्थिरांक के साथ वृद्धि समीकरण 7 तथा समीकरण 52 20 करने के लिए 120 डिग्री सेल्सियस से तापमान रेंज में तापमान के लगभग स्वतंत्र हैं। दूसरी ओर, पीजोइलेक्ट्रिक स्थिरांक ई 33, ई 31 और ई 15 दृढ़ता से तापमान निर्भर कर रहे हैं के रूप में दिखायाचित्रा 6 में।

चित्रा 7 मापा अचालक स्थिरांक (डॉट्स) तनाव मुक्त शर्त के तहत और भविष्यवाणी वाले (लाइनों) पूरा सेट सामग्री स्थिरांक रस विधि द्वारा प्राप्त 10 के आधार पर गणना के बीच तुलना नहीं है। उत्कृष्ट समझौते दोनों के लिए मिला था समीकरण 65 । चित्रा 8 में, डॉट्स प्रतिनिधित्व पीजोइलेक्ट्रिक स्थिरांक D 15 और डी 33 सूत्र के एक सेट का उपयोग कर की गणना करते हुए लाइनों उनके मूल्यों सूत्र का एक और सेट का उपयोग कर गणना कदम 5.3.3 के रूप में दी प्रतिनिधित्व करते हैं। फिर, उत्कृष्ट समझौता दोनों मात्रा के लिए मिला था। इन परिणामों की पुष्टि की है कि पूरा सेट सामग्री स्थिरांक PZT -4 piezoceramic नमूना के लिए प्राप्त अत्यधिक आत्म लगातार तापमान रेंज 20 से 120 डिग्री सेल्सियस के लिए है। स्थिरांक की अनुमानित रिश्तेदार त्रुटियों मापारस विधि द्वारा 3% से कम नहीं हैं। ध्यान दें कि यदि पूर्ण मैट्रिक्स सामग्री स्थिरांक आत्म-संगत नहीं हैं, नमूना और मोड पहचान की प्रक्रिया की अखंडता को फिर से जांचा जाना चाहिए।

आकृति 1
चित्रा 1:। एक आयताकार समानांतर खात PZT -4 piezoceramic नमूना आयाम एक माइक्रोमीटर से मापा जाता है: एल एक्स = 4.461 मिमी, एल y = 6.073 मिमी और एल जेड = 4.914 मिमी। इस नमूने के जन घनत्व 7,609.2 किलोग्राम / मिमी 3 है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2: गूंज मंगलवार को मापने के लिए प्रायोगिक स्थापना equency स्पेक्ट्रम। यह एक गतिशील गुंजयमान प्रणाली और एक कंप्यूटर के होते हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
चित्रा 3:। नमूना 30 डिग्री सेल्सियस (लाल) और 100 डिग्री सेल्सियस (नीला) में चित्र 1 में दिखाया के गुंजयमान अल्ट्रासाउंड स्पेक्ट्रम स्पेक्ट्रम के तापमान की वृद्धि के साथ धीरे-धीरे परिवर्तन। कमरे के तापमान पर पहचान मोड उच्च तापमान मोड पहचान के लिए संदर्भ के रूप में सेवा कर सकते हैं। अनुनाद मोड के लिए संकेतन सम्मेलन संदर्भ 6 में दिया गया था। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

अपलोड / 53461 / 53461fig4.jpg "/>
चित्रा 4:। संचारण और ट्रांसड्यूसर प्राप्त करने के साथ हवा भट्ठी के अंदर LiNbO 3 सिंगल क्रिस्टल संचारण बनाने के लिए और transducers प्राप्त उच्च तापमान को सहन करने के लिए इस्तेमाल किया गया। एक thermocouple भट्ठी के अंदर नमूने के तापमान को मापने के लिए इस्तेमाल किया गया था। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 5
चित्रा 5: लोचदार कठोरता स्थिरांक की उलटा परिणाम समीकरण 66 , समीकरण 67 , समीकरण 68 , समीकरण 69 औरसमीकरण 70 । कुल मिलाकर, लोचदार कठोरता स्थिरांक समीकरण 6 , समीकरण 9 तथा समीकरण 10 20 से 120 डिग्री सेल्सियस से तापमान के साथ वृद्धि हुई है। के साथ तुलना समीकरण 6 , समीकरण 9 तथा समीकरण 10 , स्थिरांक समीकरण 7 तथा समीकरण 8 कम तापमान के प्रति संवेदनशील हैं। अटल समीकरण 10 लगभग तापमान के एक रेखीय समारोह है। यह आंकड़ा permissi के साथ संदर्भ में 10 से संशोधित किया गया है एआईपी प्रकाशन LLC से पर। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 6
चित्रा 6: पीजोइलेक्ट्रिक तनाव स्थिरांक की उलटा परिणाम समीकरण 72 , समीकरण 73 तथा समीकरण 74 । पीजोइलेक्ट्रिक तनाव स्थिरांक समीकरण 72 , समीकरण 75 तथा समीकरण 76 20 करने के लिए 120 डिग्री सेल्सियस से तापमान के साथ वृद्धि हुई है। अटलes / ftp_upload / 53461 / image075.jpg "/> लगभग तापमान के एक रेखीय कार्य करते हैं। यह आंकड़ा एआईपी प्रकाशन LLC से अनुमति के साथ संदर्भ में 10 से संशोधित किया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 7
चित्रा 7:। मापा और भविष्यवाणी मुक्त अचालक स्थिरांक के बीच तुलना ठोस लाइन और अप-त्रिकोण लिए कर रहे हैं समीकरण 48 ; धराशायी लाइन और नीचे त्रिकोण लिए कर रहे हैं समीकरण 50 । रिश्तेदार त्रुटियों समीकरण 78 तथा समीकरण 79 पूरे temperatu में, 1.6% और 2.4%, क्रमशः नीचे हैं पुन 20-120 डिग्री सेल्सियस, जहां की सीमा समीकरण 80 तथा समीकरण 81 मापा और गणना कर रहे हैं 1 समीकरण क्रमशः, और जहां समीकरण 82 तथा समीकरण 83 मापा और गणना कर रहे हैं समीकरण 77 , क्रमशः। यह आंकड़ा एआईपी प्रकाशन LLC से अनुमति के साथ संदर्भ में 10 से संशोधित किया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

आंकड़ा 8
चित्रा 8: के बीच तुलना84 "src =" / files / ftp_upload / 53461 / image084.jpg "/> और समीकरण 85 मान की गणना अलग फार्मूले का उपयोग कर। के लिए गणना के फार्मूले समीकरण 86 रहे: समीकरण 59 (नीला ठोस लाइन) और समीकरण 87 (नीला त्रिकोण), और के लिए समीकरण 88 रहे: समीकरण 89 (लाल रेखा धराशायी) और समीकरण 62 (लाल चौकोर)। के रिश्तेदार त्रुटियों समीकरण 90 पूरे तापमान रेंज में, 0.8%, और 1.2%, क्रमशः नीचे हैं। कृपया सीएलयह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ Ick।

9 चित्रा
चित्रा 9:। एक PZT -5 ए नमूना का एक विशिष्ट गुंजयमान अल्ट्रासाउंड स्पेक्ट्रम PZT -5 ए नमूने की गुणवत्ता कारक क्यू पचहत्तर के बारे में 12 है। सामान्यतया, नमूना के निचले क्यू कारक, मोड पहचान के लिए अधिक मुश्किल है। आम तौर पर, रस विधि सटीक परिणाम नहीं देंगे जब क्यू कारक 100 से कम है यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

रस तकनीक यहाँ वर्णित केवल एक नमूना है, जो नमूना से संपत्ति परिवर्तन की वजह से नमूने के लिए इतना है कि आत्म स्थिरता की गारंटी दी जा सकती है त्रुटियों को समाप्त का उपयोग कर पूरा सेट सामग्री स्थिरांक उपाय कर सकते हैं। विधि अगर वे पीजोइलेक्ट्रिक या नहीं कर रहे हैं, एक उच्च गुणवत्ता कारक क्यू के साथ किसी भी ठोस सामग्री के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कोई फर्क नहीं पड़ता। अन्य सभी मानक तकनीकों के लक्षण वर्णन कई नमूने पूरा सेट डेटा प्राप्त करने की आवश्यकता होती है और आत्म-संगत डेटा प्राप्त करने के लिए मुश्किल हो जाता है।

यह महत्वपूर्ण है ठीक लोचदार स्थिरांक को मापने के लिए समीकरण 6 , समीकरण 7 तथा समीकरण 10 कमरे के तापमान पर अल्ट्रासोनिक नाड़ी गूंज विधि द्वारा। अन्यथा, मोड पहचान बहुत मुश्किल होगा क्योंकि कई तरीके से गणना की गूंज आवृत्तियों इन के प्रति संवेदनशील हैंस्थिरांक।

प्रारंभिक तापमान पर उलटा गणना की विफलता के उच्च तापमान पर पूरा सेट स्थिरांक का निर्धारण क्योंकि प्रारंभिक तापमान पर मोड पहचान उच्च तापमान पर मोड पहचान के लिए आधार के रूप में इस्तेमाल किया जाता है की विफलता के लिए नेतृत्व करेंगे।

कमरे के तापमान पर, 10 स्थिरांक निर्धारित किया जा करने के बाहर 6 स्थिरांक पल्स गूंज विधि और समाई माप से प्राप्त किया जा सकता है। इसलिए, केवल 4 अज्ञात स्थिरांक, समीकरण 8 , समीकरण 9 , ई 31 और ई 33, रस प्रक्रिया में आगे गणना के पहले दौर में अनुमान लगाया जा करने की जरूरत है। इन 4 अज्ञात के लिए शुरू मूल्यों अन्य स्थिरांक पहले से ही ज्ञात (परिमाण का एक ही क्रम में) के आधार पर अनुमान लगाया जा सकता है। सामान्यतया, के बारे में 20 साधनों की पहचान के लिए रस में आसान हैवार्ड प्रक्रिया। इन 20 मोड आसानी से पहचान कर रहे हैं क्योंकि वे अच्छी तरह से इस तरह के Au-3 और एजी-1 में 3 चित्र में मोड के रूप में, प्रतिध्वनि स्पेक्ट्रम में अलग हो रहे हैं। इन 4 अनुमान स्थिरांक के इनपुट मूल्यों का समायोजन द्वारा इन 20 मोड मिलान हम में से एक सेट दे देंगे अधिक सटीक अनुमान लगाया मूल्यों। फिर, साधनों की संख्या अधिक बेहतर अनुमान लगाया इनपुट मूल्यों का उपयोग उन लोगों के साथ मापा गणना की आवृत्तियों का मिलान करके पहचाना जा सकता है। अंत में, पहचान के तरीके की अधिक संख्या है, अधिक सही मान का उपयोग करके समीकरण 8 , समीकरण 9 , ई 31 और ई 33 रस विधि में पिछड़े प्रक्रिया से परिष्कृत किया जा सकता है।

मापा डेटा में यादृच्छिक उतार चढ़ाव को कम करने के लिए, प्रत्येक विधा के लिए इसी मापा गूंज आवृत्तियों का तापमान निर्भरता एक बहुपद समारोह के लिए लगाया गया था। ध्यान दें कि वहाँ होना चाहिए उलटा परिणामों की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए मापा मोड की एक पर्याप्त संख्या। अनुभव से, मापा गूंज आवृत्तियों की संख्या होना चाहिए कम से कम 5 बार सामग्री स्थिरांक की संख्या 13 निर्धारित किया जाना है।

इस प्रोटोकॉल रस तकनीक द्वारा पूर्ण मैट्रिक्स सामग्री स्थिरांक का तापमान निर्भरता का निर्धारण, एक उदाहरण के रूप PZT -4 चीनी मिट्टी का उपयोग करने की प्रक्रिया का वर्णन है। यहाँ ध्यान रस तकनीक, नहीं PZT-4 से 10 की मापा परिणामों की प्रक्रिया में है।

सेटअप के तापमान रेंज बिजली के तारों का तापमान धीरज और भट्ठी के अंदर ट्रांसड्यूसर द्वारा सीमित है। इस तकनीक को भी उच्च तापमान पर इस्तेमाल किया जा सकता है अगर नमूना दो बफर छड़ द्वारा आयोजित किया जाता है और ध्वनिक संकेत भेजा है और बफर छड़ के माध्यम से प्राप्त किया। उस मामले में, बिजली के तार और ट्रांसड्यूसर हीटिंग से बचने के लिए भट्ठी के बाहर हो जाएगा।

टी "> सिद्धांत रूप में, इस रस तकनीक इतने लंबे समय के लिए यह एक उच्च यांत्रिक क्यू मूल्य (> 100)। कम क्यू मूल्य सामग्री के लिए है के रूप में ठोस सामग्री के किसी भी प्रकार पर इस्तेमाल किया जा सकता है, वहाँ शिखर ओवरलैपिंग समस्या है, यह कठिन बना रही है के रूप में 9 चित्रा में दिखाया गया है गूंज आवृत्तियों की पहचान।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
PZT-4 TRS
paraffin MTI Corporation 8002-74-2
conductive silver paint MG Chemicals 842-20G
Al2O3 Powder MTI Corporation
coupling grease Panametrics

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References

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इंजीनियरिंग अंक 110 सामग्री स्थिरांक का पूरा सेट गुंजयमान अल्ट्रासाउंड स्पेक्ट्रोस्कोपी (रस) पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री तापमान निर्भरता
पूर्ण सेट सामग्री स्थिरांक की विशेषता और piezoelectric सामग्री के लिए उनके तापमान निर्भरता गुंजयमान अल्ट्रासाउंड स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग
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Tang, L., Cao, W. Characterization of Full Set Material Constants and Their Temperature Dependence for Piezoelectric Materials Using Resonant Ultrasound Spectroscopy. J. Vis. Exp. (110), e53461, doi:10.3791/53461 (2016).

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