Возбуждение пьезокерамики (УЗ преобразователь), 200-250 В, 1-2 Мгц частота Опции

[bullit]

Доброго времени суток всем!

Есть пьезокерамика (ПК). Необходимо "излучить" 1-2 периода зондирующего импульса.
Резонансная частота 1-2 Мгц. Напряжение 100-250 В.
Механически (акустически) преобразователь задемпфирован. Но получит с него короткий импульс не удается. Минимум 4-6 периодов. А это очень много.
Ведь в дефектоскопах и толщиномерах достигается короткий импульс, но как... не пойму.

Сейчас делаю просто: источник высоко напряжения - полевик - пьезокерамика с параллельным резистором. Преобразователь совмещенный, т.е. он же приёмник. Т.е. одна точка ПК к земле нужно для усилка.
Проблемы две: 1) собственные колебания керамики в диапазоне частот 300-700 кГц. 2) длинный "хвост" (после возбуждения) (15-50 мкс) 3) сам зондирующий импульс длинный.

Возможно конечно не достаточно хорошо демпфирован сам преобразователь... но как узнать что именно.
Кто сталкивался? Как правильно возбуждать ПК?

Заранее большое спасибо!

[Aner]

важна скорость нарастания импульса и сама форма.

[domowoj]

Если собственные кол. керамики 300...700КГц - мегагерцов ни как не получишь, при демпфировании
частота будет только снижаться.
Каковы геометрические параметры керамики?
Для чего все это?
Может использовать фазовый метод?

[bullit]

Скорость нарастания то не плохая. Порядка 50 нс. Но это при нагрузке чисто резестивной. Как только керамику подключаешь - всё... утягивает, растягивает...

Керамика разная есть, например 1,1 Мгц 2мм х 18 мм ЦТС-19 (емкость ~ 4нФ).
Всё это для толщинометрии и дефектоскопии.
А фазовый метод как я понимаю заключается в том, что возбуждаем импульсом одним периодом с частотой собственной керамики? хз конечно...
Видел схемы где индуктивность ставят в паралель. Но это для раздельно-совмещенных.

А как можно получить на емкостной нагрузке прямоугольный импульс фронтом 500 нс, и спадом не боле 1-2 мкс?

Возможно конечно всё дело в самой керамики. Может кто знает какую керамику используют?

[alexkok]

Есть пьезокерамика (ПК). Необходимо "излучить" 1-2 периода зондирующего импульса.
Резонансная частота 1-2 Мгц. Напряжение 100-250 В.
Механически (акустически) преобразователь задемпфирован. Но получит с него короткий импульс не удается. Минимум 4-6 периодов. А это очень много.
Ведь в дефектоскопах и толщиномерах достигается короткий импульс, но как... не пойму.

Сейчас делаю просто: источник высоко напряжения - полевик - пьезокерамика с параллельным резистором. Преобразователь совмещенный, т.е. он же приёмник. Т.е. одна точка ПК к земле нужно для усилка.
Проблемы две: 1) собственные колебания керамики в диапазоне частот 300-700 кГц. 2) длинный "хвост" (после возбуждения) (15-50 мкс) 3) сам зондирующий импульс длинный.

Возможно конечно не достаточно хорошо демпфирован сам преобразователь... но как узнать что именно.
Кто сталкивался? Как правильно возбуждать ПК?

Лучше, наверное, использовать двуполярный источник,
подавать сначала один-два периода излучаемого импульса с резонансной частотой,
а затем один-два периода в противофазе для демпфирования.

[stells]

Лучше, наверное, использовать двуполярный источник,
подавать сначала один-два периода излучаемого импульса с резонансной частотой,
а затем один-два периода в противофазе для демпфирования.

я вот тоже в этом направлении думал. или даже на время демпфирования включать глубокую ООС

[Владимир]

Всё это для толщинометрии и дефектоскопии.

Тут главное первый период. А к моменту приема излучатель-приемник уже должен затухнуть.
Нужно принудительно его "успокаивать"

Скорость нарастания то не плохая. Порядка 50 нс. Но это при нагрузке чисто резестивной. Как только керамику подключаешь - всё... утягивает, растягивает..

Ну этож емкостная нагрузка

Резонансная частота 1-2 Мгц

Проблемы две: 1) собственные колебания керамики в диапазоне частот 300-700 кГц.

Ну уж подавить можно слегка ненужное

длинный "хвост" (после возбуждения) (15-50 мкс

длинный. Рубить нужно

Как правильно возбуждать ПК?

Это самый тяжелый момент. Без знания области применения, и множества практических применений- сколько людей столько мнений.
Только обливаясь потом и последовательным приближением

[bullit]

В том то и дело, что возбуждают прямоуголным испульсом, в пол периода. И всё. Никаких доработок не делают.

Пробывал демпфировать сигнал (коротить вторым ключом керамику на очень маленькое сопротивление) после окончания возбуждающего импульса, не помогло. Как только "отпускаешь", "хвосты", естесно с маленькой амплитудой остаются. Проблема в том, что "хвосты" достаточно соизмеримы как по уровню так и по частоте. + частотный спектр отраженки охота исследовать. А он может содержать широкий спектр.
Интересно конечно подглядеть из готовых приборов. Как они енто делают.

[stells]

В том то и дело, что возбуждают прямоуголным испульсом, в пол периода. И всё. Никаких доработок не делают.

сомнительно... как можно мгновенно остановить какой-то движущийся предмет? только если приложить некоторую противодействующую силу
скажем, какие-бы ни были у автомобиля тормоза, но тормозной путь все-равно будет, а вот если лоб в лоб... )))

что можно попробовать... возбудить резонатор импульсом в четверть периода собственной частоты, а через полпериода (получится в противофазе) подать еще один импульс той же полярности длительностью в четверть периода (или даже меньше, зависит от добротности резонатора)

Сообщение отредактировал stells - Sep 24 2009, 07:26

[Владимир]

Цитата(bullit @ Sep 24 2009, 11:02)
В том то и дело, что возбуждают прямоуголным испульсом, в пол периода. И всё. Никаких доработок не делают.

сомнительно... как можно мгновенно остановить какой-то движущийся предмет? только если приложить некоторую противодействующую силу
скажем, какие-бы ни были у автомобиля тормоза, но тормозной путь все-равно будет, а вот если лоб в лоб... )))

что можно попробовать... возбудить резонатор импульсом в четверть периода собственной частоты, а через полпериода (получится в противофазе) подать еще один импульс той же полярности длительностью в четверть периода (или даже меньше, зависит от добротности резонатора)

Это на генераторе прямоугольный и по напряжению. В реальности емкостная нагрузка из прямоугольника получится пшик, если по напряжению. По току то и останется прямоугльник более правильной формы
Хотя это песня, возбудить ультразвуковой фронт, и оборвать так, чтоб в идеале керамика не шевелилась

[stells]

Это на генераторе прямоугольный и по напряжению. В реальности емкостная нагрузка из прямоугольника получится пшик, если по напряжению. По току то и останется прямоугльник более правильной формы
Хотя это песня, возбудить ультразвуковой фронт, и оборвать так, чтоб в идеале керамика не шевелилась

Владимир, я помню, что Вы занимаетесь УЗ-расходометрами и собаку на этом деле съели... но если можно возбудить, то можно и оборвать, может и не за один период, а за 2-3... кстати возбудить за один период до номинальной амплитуды тоже вряд-ли получится

[Владимир]

Владимир, я помню, что Вы занимаетесь УЗ-расходометрами и собаку на этом деле съели... но если можно возбудить, то можно и оборвать, может и не за один период, а за 2-3... кстати возбудить за один период до номинальной амплитуды тоже вряд-ли получится

Что значит до наминальной? оно там долго падает. Если говорить до порога чуствительности в режиме приема, а точней на порядок два ниже этой величины-- пройдет много более чем 2-3 периода. Этож стукнуть по штангенциргулю кувалдой и тут же начать измерять

На счет собаки -- не ем я их. Ну пуд соли может быть

[stells]

в общем пробовать надо автору... направление экспериментов - как сказал alexkok, только двуполярный источник наверное не нужен, ну и "обливаясь потом", как Вы сказали



Сообщение отредактировал stells - Sep 24 2009, 09:04

[bullit]

to Владимир:
Как достигается вот такой (как на рисунке 1) сигнал отраженки(в середине экрана)? (фото не моё, парметры не известны, только известна частота 1,8 МГц и напряжение 200 В длительностью пол периода)
Рисунок 1
Как я понимаю тут 3 основных фактора: 1) сама керамика 2) её акустическое демпфирование 3) возбуждение.

Вот что получается у меня (другой преобразователь), на рисунке 2. (для 1 МГц датчика, напряжение 30 В примерно):
Рисунок 2

Мой датчик задемпфирован тока с одной стороны.

Пробывать уже практически нечего, варианты с возбуждением перепробывал уже много.
Многое конечно от ключей еще зависит... но на 200 В найти с маленьким временем открытия (для полевиков емкостью входной и выходной) трудновато. Использую IRF640.

[Владимир]

to Владимир:
Как достигается вот такой (как на рисунке 1) сигнал отраженки(в середине экрана)? (фото не моё, парметры не известны, только известна частота 1,8 МГц и напряжение 200 В длительностью пол периода)

Как я понимаю тут 3 основных фактора: 1) сама керамика 2) её акустическое демпфирование 3) возбуждение.

Вот что получается у меня (другой преобразователь), на рисунке 2. (для 1 МГц датчика, напряжение 30 В примерно):


Мой датчик задемпфирован тока с одной стороны.

Пробывать уже практически нечего, варианты с возбуждением перепробывал уже много.
Многое конечно от ключей еще зависит... но на 200 В найти с маленьким временем открытия (для полевиков емкостью входной и выходной) трудновато. Использую IRF640.

Вы правы Все три фактора. + лет 5-10 работы в теме и будет как на первой картинке, или лучше

Тотже транзистор, но кроме него еще есть куча, и не только транзистор, а и времянка с их управлениями.
В целом добивайтесь отношения сигнал помеха 300-500

в общем пробовать надо автору... направление экспериментов - как сказал alexkok, только двуполярный источник наверное не нужен, ну и "обливаясь потом", как Вы сказали

Ну это уж слишком. По возбуждению в пару периодов надобы. Это когда по воздуху том долго все трясется. Тут дефектоскопия значит металл