基于脈沖激勵(lì)法的GrindoSonic設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)損檢測(cè)有賴于其測(cè)試原理，利用外部激發(fā)使試件內(nèi)部產(chǎn)生振動(dòng)，利用收集裝置收集共振頻率，整個(gè)過(guò)程并不影響樣品的微觀和宏觀結(jié)構(gòu)，不會(huì)對(duì)其力學(xué)或其他性能產(chǎn)生實(shí)質(zhì)影響。適用于包括建筑材料、陶瓷、玻璃、金屬和合金、塑料和高分子制品、巖石、木材和復(fù)合材料等多種類型的彈性材料。
使用GrindoSonic 無(wú)損傷測(cè)試動(dòng)態(tài)楊氏量，剪切模量非常簡(jiǎn)單。 只要打開(kāi)電源就可以隨時(shí)開(kāi)始測(cè)試。不需要校準(zhǔn)，調(diào)節(jié)和預(yù)熱儀器。測(cè)試在幾秒鐘之內(nèi)即可完成。典型步驟如下：
將樣品放置在不影響樣品自由振動(dòng)的支撐體上，例如發(fā)泡塑料或橡膠等材質(zhì)上，對(duì)于高模量被測(cè)樣品，也可以采用金屬或陶瓷尖刃進(jìn)行支撐。
1 Touch / 利用振動(dòng)或聲學(xué)傳感設(shè)備接觸樣品的相應(yīng)部位
在大多數(shù)樣品測(cè)試中,壓電傳感器用來(lái)捕捉震動(dòng)并且將震動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。傳感器的觸點(diǎn)只需要輕觸樣品。
2 Tap/利用激發(fā)件敲擊樣品，以激發(fā)振動(dòng)
通過(guò)一個(gè)小錘的敲擊，樣品激發(fā)出震動(dòng)。只需要一個(gè)很小的幅度就可以滿足測(cè)試要求。
3 Read/傳感器收集信號(hào)，送入主機(jī)處理后顯示結(jié)果
在主機(jī)顯示屏上可以直接讀出振動(dòng)頻率的數(shù)據(jù)，如果輸入了樣品的三維尺寸和質(zhì)量，也可以直接得到模量和泊松比等數(shù)據(jù)。
針對(duì)激發(fā)件，可以根據(jù)樣品尺寸和質(zhì)量選擇合適的材質(zhì)和尺寸，GrindoSonic隨機(jī)配置如下圖所示的各種小錘。小而輕的樣品，可以選擇直徑較小的小錘；大而重的樣品要選擇直徑較大的小錘。樣品模量越高，需要選擇模量較高材質(zhì)的小錘，如氮化鋁或氮化硼材質(zhì)；樣品模量越低，需要選擇塑料或橡膠材質(zhì)的激發(fā)件。
核心檢測(cè)部件是振動(dòng)或聲學(xué)傳感器，也可以稱其為探頭。GrindoSonic除了具備常規(guī)的聲學(xué)麥克風(fēng)探頭之外，還具有獨(dú)特的振動(dòng)傳感器，兩者的圖片如下圖所示。
其中，振動(dòng)傳感器由一個(gè)壓電敏感元件和電子預(yù)放大器構(gòu)成，使用時(shí)需要與樣品表面接觸，但該接觸不應(yīng)該對(duì)樣品施加額外的阻尼。當(dāng)樣品被激發(fā)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，如果此時(shí)振動(dòng)傳感器與樣品表面接觸，振動(dòng)就會(huì)造成振動(dòng)傳感器針尖在樣品表面產(chǎn)生非常輕微的滑動(dòng)，而此輕微華東會(huì)出動(dòng)壓電陶瓷產(chǎn)生微小電勢(shì)，而此電勢(shì)經(jīng)過(guò)放大后就可以精確表征樣品的振動(dòng)頻率。目前，該振動(dòng)傳感器可以覆蓋10Hz到150KHz（可擴(kuò)展至200KHz）的整個(gè)頻率范圍。同時(shí)，由于該傳感器可以避免噪音等環(huán)境因素對(duì)測(cè)試過(guò)程的影響，非常適合于在工業(yè)和嘈雜的場(chǎng)合下使用。同時(shí)，只要合理的謹(jǐn)慎對(duì)待就可以長(zhǎng)期和無(wú)故障使用。
振動(dòng)傳感器工作狀態(tài)圖
對(duì)于小型測(cè)試對(duì)象，如無(wú)法適當(dāng)接觸或避免附加阻尼，可以使用麥克風(fēng)傳感器。麥克風(fēng)的優(yōu)勢(shì)是與測(cè)試樣品無(wú)接觸，從而避免額外的阻尼。然而很顯然，一個(gè)麥克風(fēng)只能在相對(duì)安靜的環(huán)境中使用，同時(shí)麥克風(fēng)的頻率帶寬小于壓電探測(cè)器，其頻率最高值一般不超過(guò)100KHz。這從某種程度上來(lái)說(shuō)限制了麥克風(fēng)傳感器的使用范圍。
麥克風(fēng)傳感器測(cè)試小樣品
GrindoSonic設(shè)備另外一個(gè)適用于無(wú)損檢測(cè)的特點(diǎn)是可以記錄10Hz至150KHz的全頻率譜圖。因?yàn)槟軌騻鬟f樣品信息的并不一定只局限在一階共振頻率上，次級(jí)諧振也載有樣品的重要信息。
同時(shí)GrindoSonic提供3D瀑布圖作為有效的工具對(duì)不同樣品的全頻率譜圖進(jìn)行對(duì)比，以便找出起到區(qū)分作用的頻率。例如有較多裂紋與沒(méi)有裂紋的樣品，熱處理前后的樣品，或質(zhì)量合格的樣品和不合格的樣品，其特征信息會(huì)被全部記錄并清晰的顯示出來(lái)。如下圖所示的是相同樣品在熱處理前后所顯示出來(lái)的在頻譜圖上的顯著區(qū)別。
裂紋在材料或產(chǎn)品中存在指紋信息，當(dāng)材料中存在裂紋時(shí)，會(huì)起到吸收吸收高頻振動(dòng)的作用的。因此，當(dāng)被測(cè)材樣品存在裂紋時(shí)，其高階共振的振動(dòng)與沒(méi)有裂紋的完好樣品相比會(huì)顯得波峰較小或被完全被吸收掉。即便存在一定的波峰，也會(huì)顯示出的較高的阻尼。下圖所示的GrindoSonic 3D瀑布圖所代表的就是有無(wú)裂紋樣品的對(duì)比。更詳細(xì)信息，請(qǐng)參考應(yīng)用范例部分內(nèi)容。
GrindoSonic技術(shù)測(cè)試范圍寬，可以適用的樣品重量可以從0.1克到高達(dá)2噸的，這一點(diǎn)也是實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)的必要條件。
IL在線系統(tǒng)與流水線結(jié)合示意
綜上，GrindoSonic日益成為無(wú)損檢測(cè)及質(zhì)量控制的利器。
