Мавзу. Маҳсулот сифатини акустик назорат қилиш усуллари акустик назорат усуллари таснифи

Акустик назорат қилиш усулларини афзаллиги ва камчиликлари

Ҳар бир бузмасдан назорат қилиш қурилмасини эффектив ишлаши, унинг универсиаллиги, қўйилган вазифани бажаришда эришиладиган эксплуатацион ва метрологик характеристикаларига, ҳамда ҳизмат қилувчи шахслар учун хавфсиз меҳнатни ташқил қилиши билан белгиланади.

Бузмасдан назорат қилишнинг акустик усуллари қуйидаги афзалликларга эга:
1) Юқори сезгирликка эга бўлиб, кичик деффектларни аниқлаш имкониятига эга.
2) Катта кириб ўтиш хусусияти туфайли маҳсулотлардаги ички деффектларни аниқлаш имкониятига эга.
3) Деффектларни координаталарини аниқлаш имконияти бор.
4) Деффектлар тўғрисидаги маълумотни тезлик билан қайта ишлаш ва назоратни автоматлаштириш имконияти бор.
Назорат қилиш содда ҳамда юқори унумли.
6) Объектни бир тарафидан туриб назорат қилиш имконияти мавжуд.
7) Технологик жараёнларни бузмасдан назоратларни ўтказилади .
8) Атроф муҳит ва хизмат кўрсатувчи шахслар учун умуман хавфсиздир .
9) Маҳсулот ва материалларни бир қанча физик ва физик-механик параметрларини бир вақтнинг ўзида ўлчаш имконияти мавжуд.
Акустик назорат усулларини камчиликлари:
Материаллар ички структурасини бир жинсли эмаслиги ультратовушларни сочилиши,назорат қилиш учун керакли сигналларни пасайишига, шовқинлар пайдо бўлишига олиб келади.
Маҳсулотларни ўлчамлари кичиклиги ва формасини мураккаблиги ультратовушларни киритишни қийинлаштиради, ҳамда махсус усулларни қўллашни, қўшимча қурилмаалрни талаб этади .
Объект юзасини ғадир-будирлиги, сезгирликни камайтириши мумкин.

Пьезоўзгартиргичлар ва уларнинг ишлаш принципи

Пьезоўзгартиргичларни ишлаш принципи пьезоэффект ходисасига асосланган. Бир қатор моддалар (кварц,турмалин,барий титанати)нинг кристаллари ажойиб хусусиятга эга.

Мазкур кристаллар чўзилиб ёки сиқилса, пластинканинг муайян сиртларида электр зарядлари (бир ёқда мусбат, қарама-қарши ёқда эса манфий заряд) ҳосил бўлади. Бу ҳодиса пьезоэлектрик ҳодиса дейилади.
Ультратовушли назорат қилишда кўпроқ пластиналарни қалинлиги бўйича чўзилувчи ва сиқилувчи туридаги деформациясига асосланган пьезоэлементлар ишлатилади.
Пьезоэлектрик материаллар актив диэликтриклар қаторига киради, улар тўғри ва тескари пьезоэффектлар беради. Тўғри пьезоэффект шундан иборатки, пьезоэлектрик материалдан қилинган пластина сиқилганда ёки чўзилганда унинг қарама-қарши сиртларида қарама-қарши ишорали электр зарядлар ҳосил бўлади .
Бу ҳодиса пьезоэлектрикнинг қутбланиши натижасида содир бўлади. Тескари пьезоэффект - пьезоэлектрик пластинага ўзгармас кучланиш берилганда унинг деформацияланиш ҳодисасидан иборат. Ўзгарувчан кучланиш берилганда пьезоэлектрик пластина шу кучланиш частотасида тебранади.
Тескари пьезоэлектрик эффект ҳодисасидан радиотехникада юқори частотали тебранишларни барқарорлаштириш учун тўғри пьезоэффектдан эса босим мақсадларда фойдаланилади. Пьезоэлектрикнинг асосий характеристикаси унинг пьезомодули d бўлиб, бу катталик пьезоэлектирикда унига бирор йўналишда қўйилган механик куч таҳсирида ҳосил бўлган электор заряд миқдорининг шу куч катталигининг нисбатини ифодалайди. Пьезоэомодул кулон тақсим Ньютон (Кл/Н) ҳисобида ифодаланади. Пьезоэлектриклар – кристал материаллар (монокристаллар ва поликристаллар тузулишига эга бўлган моддалар) бўлиб, табиий(кварц, турмалин) ва синтетик (сегнет тузи, барий титонат ва б.) бўлиши мумкин .
Табиий кварц SiО₂ учлари олти қиррали пирамидалар билан тугалланган олти қиррали призмалар шаклидаги x, y, z бош ўқлар деб қаралади . Электр ўқи деб қараладиган учта x ўқи олтибурчакнинг кўндаланг кесими учлари орқали ўтади . Механик ўқ деб қараладиган учта y ўқи шу олтибурчакликнинг томонларига тик жойлашган. Оптик ўқ z эса кварц кристали тугалланадиган пирамидаларнинг учлари орқали ўтади .
Диэлектрик сингдирувчанлик қўйилган кучланиш қийматининг ортиши билан унинг диэлектрик сингдирувчанлигининг, демак, сиғимнинг орта бориши ходисаси фақат сегнетоэлектрикларга хос хусусиятдир. Уларнинг бу хоссаларидан диэлектрик кучайтиргичлардан фойдаланилади.
Керамик сегнетоэлектриклардан тайёрланган пьезоэлементлар металл электродлар қопланган силлиқланган пластинкалардан иборат. Бу пластинкалар пьезоэлектрик хоссаларга эга бўлиши учун уларга ўзгармас кучланиш бериб қутблантириб олинади, бунда кучланиш қиздирилган пластинкага берилади. Пластинкаларни қиздирилиш температураси Кюри температурасига яқин бўлса, мақсадга мувофиқ бўлади. Бундай шароитда пластинкалардан стентан (ўз-ўзидан) қутбланиш жараёни энг юқори тезликда рўй беради,яҳни қўйилган кучланиш таҳсирида доменларнинг энг кўп қисми ориентацияланиб қолади. Масалан, барий титанат Пьезоэлементлари нефтғ мойида 115°гача қиздирилиб Е=1-1,5МВ/м ўзгармас электр майдон кучланишида қутблантирилади.
Ҳозирги вақтда барий титанатдан ташқари кўплаб сегнетокерамик материаллар яратилган: кадмий титанат CdTiО₃, қўрғошин титанат РPTiО₂, литий ниобат LiNPО₃ ва бошқалар. Бу сегнетоэлектриклар бир-биридан асосан Кюри температураси қиймати билан фарқ қилади. Масалан, барий титанат учун Тк=+120°С, кадмий титанат учун Тк=+223°С, литий ниобат учун эса Тк=+450°С.
Бир сегнетокерамик модданинг бошқасидаги қаттиқ қоришмаси энг яхши Пьезоэлектрик хоссаларга эга бўлади.
Шундай материаллар қўрғошин цирконатнинг қўрғошин титанатдаги қаттиқ қоришмаси РP (Zr,Ti)О₃ киради ва у қўрғошин цирконат-титанати (ҚЦТ) деб юритилади.Бу бирикмаларга модификацияловчи қўшилмалар қўшилса, характеристикалари кенг оралиқда ўзгарадиган сегнетоэлектрик материаллар олинади.
8.1-жадвал