Numerical approach to absolute calibration of piezoelectric acoustic emission sensors using multiphysics simulations
Numerical approach to absolute calibration of piezoelectric acoustic emission sensors using multiphysics simulations
复制标题
使用多物理场模拟对压电声发射传感器进行绝对校准的数值方法
DOI：
10.1016/j.sna.2017.01.009
复制
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Ozevin, Didem
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang, Lu;Yalcinkaya, Hazim;Ozevin, Didem
本文利用多物理场数值模型和实验模型对压电声发射传感器进行了绝对校准。在这个过程中，两个常见的激发方法，包括激光和铅笔铅断裂（PLB）被用来产生模拟源，因为它们具有良好的再现性和良好的源函数的解析表达式。数值模型包括源函数模型、钢板模型和压电传感器模型，具体包括粘结层、耐磨板、压电陶瓷和背衬材料。对四种类型的声发射传感器（真宽带传感器、低频和高频常规传感器以及低频未封装传感器）的实验结果与数值计算结果进行了比较。数值计算得到的校准曲线与制造商提供的校准曲线吻合良好。研究了粘接层、衬底材料和传感器尺寸对传感器响应的影响。非耦合压电传感器模型表明，不存在可用于校准传感器的单一位移历史。结果表明，声发射定量分析需要结构介质和压电传感器的结构和电学耦合模型。
In this paper, the absolute calibration of piezoelectric Acoustic Emission (AE) sensors is developed using multi-physics numerical and experimental models. In this process, two common excitation approaches including laser and pencil lead break (PLB) are used to generate the simulation sources because of their excellent reproducibility and well-established analytical expressions of their source functions. The numerical models include source function, steel plate and piezoelectric sensor model with the details including adhesive layer, wear plate, piezoelectric ceramic, and backing material. The experimental results of four types of AE sensors (true wideband sensor, low and high frequency conventional sensors and low frequency unpackaged sensor) are compared with the numerical results. The numerically obtained calibration curves show good agreement with the calibration curves provided by the manufacturer. The influences of adhesive layer, backing material and sensor size on the sensor response are studied. The uncoupled piezoelectric sensor models indicate that there is no single displacement history that the sensors can be used for calibration. It is shown that the quantitative AE analysis requires the coupled structural and electrical models of structural medium and piezoelectric sensor.
登录
查看更多内容
影响因子：
4
作者：
D. Hutchins;R. Dewhurst;S. Palmer;C. Scruby
通讯作者：
D. Hutchins;R. Dewhurst;S. Palmer;C. Scruby
声发射评价RC外梁柱组件低周疲劳损伤
DOI：
--
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
--
作者：
A. Benavent;E. Castro;A. Gallego
通讯作者：
A. Gallego
通过嵌入式 PVDF 声发射传感器研究加载芳纶复合材料的损伤机制
DOI：
--
发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
--
作者：
C. Caneva;I. D. De Rosa;F. Sarasini
通讯作者：
F. Sarasini
影响因子：
2.4
作者：
Hazim Yalcinkaya;D. Ozevin
通讯作者：
Hazim Yalcinkaya;D. Ozevin
一种用于表面波测量的新型点源/点接收器声换能器
DOI：
--
发表时间：
2001
期刊：
影响因子：
--
作者：
Y. Lee;S. Kuo
通讯作者：
S. Kuo