陶瓷板的内部裂纹的检测

 

利用频谱分析来判别陶瓷板表面及内部发生龟裂的质量问题。

将陶瓷板试样放在柔软的海绵上,使试样能发生自由振动,然后用脉冲槌打击,用麦克风检测其激振信号及同时发生的槌击声音。将激振信号和敲击声的信号输入FFT分析仪,将发生的敲击信号用激振信号进行归一化运算,进行频率分析。





 


仪器组成

  型号 品名 备注

1

DS-3000 多通道数据采样站 多通道(4通道)

2

MI-1235 测量用麦克风  

3

MI-3111 麦克风放大器  

4

GK-3100 脉冲槌 包括放大器

5

DS-0321 通用FFT分析软件 4 ~ 8 通道用


测量方法

1 为了使试件发生自由振动,应该将之放在柔软的海绵上或吊在空中。
2 用脉冲槌敲击试件,测量其激振波形。
3 用麦克风测量冲击槌的敲击声音。
4 由激振波形与敲击声波形求出频率响应函数。


分析数据例

作为陶瓷板的敲击条件,为了使其与地面的接触稳定,中间垫上15 mm厚的海绵。

首先,对正常的陶瓷板的敲击声进行频谱分析。这次试验中,激振点分别选在陶瓷板中央及端点进行测量,因此,频率响应函数的峰值,都集中在频率约5 kHz (5.3kHz)处。 

中央激振

端点激振

其次,对不良品的陶瓷板之敲击声进行频谱分析。不良品的敲击声之频率,与正品陶瓷板相比,其频率响应函数的峰值,在频率轴上出现分散分布,而且其峰值本身也比较低。另外,由于激振点选在中央及端点作敲击时,几乎得到同样的结果。所以,该不良品的表面或内部存在某种缺陷,因此,刚性较低。

中央加振

端点激振

通常,当存在内部缺陷时,听起来感到声音沉闷,这表示衰减很大。但是,这种衰减往往很微妙,在听觉上也很难定量化。


测量事例

要点

 

在激振时,要使试件能够产生自由振动地进行设置。这时,最好使刚体模态的频率,为1阶模态频率之1/10左右。

- 可以将试件悬吊起来,使之发生自由振动。
- 如果作上述设置困难时,就把试件放在海绵等柔软的材质之上。

对于内部龟裂之振动,多依赖于输入力的状态,要调整敲击力进行试验。
应极力排除与测量无关的非线性因素(如间隙、摩擦)等影响。
试件被束缚条件的不稳定性或残留的非线性因素等,引起试件频率特性不稳定时,就很难对良品及不良品的判断。

Revised:2006/09/19

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