Направление исследований: Проверить коэффициент механической добротности высокой мощности при высокой скорости вибрации и объективно отразить характеристики пьезоэлектрического элемента при его применении.

Испытательное оборудование: генератор сигналов, датчик напряжения/тока, компьютер, высоковольтный усилитель мощности SLA-HVP-437, цифровой осциллограф, лазерный виброметр, образцы арматуры и пьезоэлектрической керамики и т.д.

Процедура эксперимента:

Тестовая система в основном включает в себя генератор сигналов, высоковольтный усилитель, цифровой осциллограф, датчик напряжения/тока, лазерный доплеровский велосиметр, компьютерную систему управления и программное обеспечение и т.д. Во время теста управляющее программное обеспечение компьютера выдает инструкции, а генератор сигналов после получения инструкций запускает начальный синусоидальный сигнал, который усиливается высоковольтным усилителем и подается на тестируемый образец, вызывая вибрацию образца. Во время вибрации образца лазерный доплеровский вибровелосипедометр отслеживает скорость его вибрации, а датчик регистрирует напряжение на образце или ток, проходящий через образец. Результаты обоих тестов передаются обратно на компьютерный терминал после сбора с помощью осциллографа и, наконец, обрабатываются самостоятельно разработанным программным обеспечением. Технологическая схема тестовой системы показана на рисунке ниже.

Результаты теста:

Изменение плотности механической энергии механического фактора и изменение механического фактора в зависимости от скорости вибрации.

Рисунок 1   Кривая изменения коэффициента механической добротности в зависимости от скорости вибрации

Исследованы мощные характеристики пьезоэлектрической керамики и кривая изменения коэффициента механической добротности пьезоэлектрической керамики в зависимости от скорости вибрации. Результаты исследований показывают, что значение Qm уменьшается с увеличением скорости вибрации; тенденция изменения кривой различна в различных режимах вибрации или вибрационных состояниях; в области низкой скорости вибрации (<0,2 м/с) жесткая пьезокерамика PZT демонстрирует относительно низкую стабильность высокого значения Qm и все еще может поддерживать высокое значение Qm в области высокой скорости вибрации. Пьезокерамика, не содержащая свинца, обладает хорошей стабильностью в области высоких скоростей колебаний. Результаты исследований характеристик высокой мощности обеспечивают эффективную теоретическую поддержку и руководство по выбору пьезоэлектрической керамики и конструкции устройства (например, уровня источника звука подводных акустических преобразователей).