基于压电效应的钢材焊缝在线监测传感器的研究

为了对钢材的各类焊接结构中焊缝进行实时的监测，判断焊缝中是否出现损伤，以便做出及时的安全预警，本文分析了裂缝对粘贴在钢材上压电陶瓷电－声特性的影响，设计了相关电路并制作了太阳能供电的在线监测传感器。该传感器弥补了现有焊缝检测设备体积大、复杂度高、难以实际应用的不足。本文将压电陶瓷布置在焊缝的两侧，找到最佳激励频率，以此为中心频率对一侧压电陶瓷扫频激励，接收并分析另一侧压电陶瓷的响应信号，焊缝在线监测传感器可以实时测得这些信号的变化，并将信号远程发送到上位机上，分析这些信号能够初步对焊缝损伤的程度及位置进行确定。本文发现:钢材焊缝出现损伤时，经由焊缝传播的信号能量会衰减，激励信号和响应信号之间的时延会增加，这种变化和损伤的程度是成正相关的。