[发明专利]一种用于叉指式换能器的性能标定装置及标定方法

说明书

本发明提供了一种用于叉指式换能器的标定装置及标定方法，包括标定平台和标定信号产生装置；标定平台为圆柱状；标定信号产生装置，包括支撑支架、压杆、横梁和真空毛细玻璃管，横梁的两端支撑在支撑支架上，横梁位于标定平台的上方，真空毛细玻璃管安装于压杆的末端，压杆安装于横梁上，转动压杆能使得真空毛细玻璃管断裂，且在真空毛细玻璃管断裂时，真空毛细玻璃管的轴线与标定平台的上表面之间的夹角为30°。本发明能够实现叉指式换能器的动静态性能的标定具有全面性、稳定性、重复性与可对比性。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，其涉及一种用于叉指式换能器的性能标定装置及标定方法。

背景技术

叉指式换能器(Interdigital Transducer,IDT)是构成声表面波器件的基本元件，近年来逐步应用于结构健康监测的导波检测中。常见的叉指式换能器的标定方法是从传感器大类出发，通过测试线性度、灵敏度、迟滞性等传感器的静态性能，忽视了叉指式换能器方位性、频率选择性、有效距离特性等动态的标定，这种普适于传感器的标定方法，不能满足叉指换能器标定的特色需求，且对于叉指式换能器缺少一种特有的装置，标定其各项基本应用。

铝板等薄板中传播的超声波形式为兰姆波，水平传播且易发生频散，易降低叉指换能器的标定结果准确性。半无限大介质中传播的瑞利波沿介质表面传播，在传播时不产生波形畸变，直径800mm，高度400mm的圆柱标定平台主要材质为低碳钢Q235，可实现在标定平台表面传播的主要为瑞利波，标定平台的材料和尺寸大于在标定台内传播的瑞利波的三倍波长，避免了边界反射波的干扰，提高叉指式换能器的标定精度。

目前对叉指式换能器的性能标定没有统一的标定装置，多将叉指式换能器置于板状结构或通过铅笔芯断铅的声发射方法，通过测试其性能达到性能标定的目的，但此种标定可针对各类传感器，对叉指式换能器的性能标定针对性并不强。铅笔芯断产生的声发射信号不稳定，且信号强度易受铅笔芯硬度、断裂长度以及笔芯直径等多个因素的影响，而真空毛细玻璃管折断时频率段集中，且强度只受内径的影响，产生的标定信号更为稳定，集中。

若真空毛细玻璃管折断通过徒手折断，手动折断时，真空毛细玻璃管与标定装置的角度、折断时的用力以及位置的准确性都难以控制，随机性很大，信号的重复性与可对比性较差，因此需要一种可灵活操控的、比较稳定的用于叉指式换能器的性能标定装置。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种用于叉指式换能器的性能标定装置，实现叉指式换能器的动静态性能的标定具有全面性、稳定性、重复性与可对比性。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种用于叉指式换能器的标定装置，包括标定平台和标定信号产生装置；

所述标定平台为圆柱状；

所述标定信号产生装置，包括支撑支架、压杆、横梁和真空毛细玻璃管，所述横梁的两端支撑在所述支撑支架上，所述横梁位于所述标定平台的上方，所述真空毛细玻璃管安装于所述压杆的末端，所述压杆安装于所述横梁上，转动所述压杆能使得所述真空毛细玻璃管断裂，且在所述真空毛细玻璃管断裂时，所述真空毛细玻璃管的轴线与所述标定平台的上表面之间的夹角为30°。

进一步的，所述标定平台的直径800mm，高度为400mm，表面粗糙度小于0.3，材料含碳量为0.1％至0.6％的低碳钢Q235。

进一步的，所述真空毛细玻璃管地内径为0.5mm。

进一步的，所述压杆能够安装在所述横梁的不同位置上。

进一步的，所述横梁上设有若干个螺纹通孔，所述压杆上设有通孔，所述压杆与所述横梁通过半螺纹螺栓以及螺母连接。

进一步的，相邻两个螺纹通孔之间的中心间隔为50mm。