Изучение колебания пьезоэлектрика с помощью лазерной измерительной системы
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2020.v74.i3.10Ключевые слова:
пьезоэлектрик, колебание, интерферометр, смещение, осциллограмма, лазер, вибросигнал.Аннотация
На сегодняшний день акустические методы неразрушающего контроля занимают особое место в процессе диагностики технических состоянии промышленных устройств и объектов для обеспечения их безопасной и надежной эксплуатации. И для этих целей в качестве специализированного инструмента используются так называемые акустоэлектрические преобразователи, работа которых основана на преобразовании механического смещения в электрический сигнал. Подобные преобразователи по другому называют пьезоэлектриками, на которых налагаются особые требования к чувствительности и надежности. Для обеспечения подобных технических характеристик применяют процедуры по калибровке и поверке на основе оптических методов исследований. Данная работа посвящена подобному роду исследования, а именно изучению колебания пьезоэлектрика с помощью лазерной измерительной системы, работающей по принципу интерферометра А.Майкельсона. В ходе эксперимента было установлено, что изменение показателей механического колебания керамического пьезоэлектрика приводит к изменению формы регистрируемого сигнала фотодетектора (интерференционной картины). Известно, что в процессе оптических измерении существуют ряд неконтролируемых шумов и для снижения их воздействий, в том числе шумов от самого фотодетектора существует необходимость понижения частоты и амплитуды колебания пьезоэлектрика. Показано, что использование расчетной фильтрации позволяет выделить полезный сигнал и удобно определить зависимость смещения пьезоэлектрика от времени.
Библиографические ссылки
2 W.M.Wang, W.J.O. Boyle, K.T.V. Grattan, and A.W. Palmer, Appl. Opt., 32 (9), 1551-1558 (1993).
3 R. Lang, and K. Kobayashi, IEEE J. Quantum Electron., 16 (3), 347–355 (1980).
4 W.M. Wang, K.T.V. Grattan, A.W. Palmer, and W.J.O. Boyle, J. Lightwave Technol., 12 (9), 1577-1587 (1984).
5 S. Donati and M. Norgia, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron., 20 (2), 104-111 (2014).
6 K.Y. Zhu, B. Guo, Y.Y. Lu, S.L. Zhang, and Y.D. Tan, Optica, 4 (7), 729-735 (2017).
7 L.G. Fei and S.L. Zhang, Opt. Commun., 273, 226-230 (2006).
8 X. Cheng and S.L. Zhang, Opt. Commun., 272 (2), 420-424 (2007).
9 L. Wang, X. Luo, X.L. Wang, and W.C. Huang, IEEE Photonics Journal, 5 (3) (2013).
10 D.M. Guo, L.H. Shi, Y.G. Yu, W. Xia, and M. Wang, Opt. Express, 25 (25), 31394-31406 (2017).
11 Y.D. Tan, W.P. Wang, C.X. Xu, and S.L. Zhang, Scientific Reports,. 3:2971 (2013).
12 Z.L. Zeng, X.M. Qu, Y.D. Tan, R.T. Tan, and S.L. Zhang, Opt. Exp., 23 (13), 16977-16983 (2015).
13 F.J. Azcona, R. Atashkhooei, S. Royo, J.M. Astudillo, and A. Jha, IEEE Photo. Tech. Lett., 25 (21), 2074-2077 (2013).
14 Z. Huang, C.W. Li, S.Q. Li, and D.Y. Li, Appl. Opt., 55 (25), 7120-7125 (2016).
15 Z. Wei, W.C. Huang, J. Zhang, X.L. Wang, H.L. Zhu, T. An, and X. Yu, IEEE Photonics Journal, 9 (4):6803211 (2017).
16 H. Sun, Y. Zhang, H. Chen, Y. Xiong, W. Huang, X. Wang, and H. Xu, Optics Communications, 443, 160-165 (2019).
17 A.A. Michelson, Proc. of the National Academy of Sciences of the United States of America, 4 (7), 210-212 (1918).
18 L.I. Bluestein, Northeast Electronics Researc)h and Engineering Meeting Record, 10, 218-219 (1968).
19 G. Bianchi and R. Sorrentino, McGraw-Hill Professional, 2007, p.606.
20 N.E. Akhanova, S.A. Darznek, J.E. Zhelkobaev, M.T. Gabdullin, Ye. Yerlanuly, and D.G. Batryshev, Rec.Contr.Phys., 66 (3), 69-74 (2018). (in Russ)
