Piezoshaker System

Das Piezoshaker System dient zur dynamischen Anregung mittels Vibration und wurde speziell für die zerstörungsfreie Prüfung entwickelt. Zum Systemumfang gehört in der Regel ein Piezoshaker, ein Verstärker, sowie ein Funktionsgenerator. Optional können die auf der Objektoberfläche, durch den Piezoshaker, erzeugten Wellen mittels Shearography / ESPI beobachtet werden. Unsere Shearography / ESPI Systeme erlauben die ganzflächige Beobachtung, beispielsweise der Eigenschwingformen. Das Video (rechts) zeigt die Wellenausbreitung ausgehend vom Piezoshaker, der am unteren Bildrand angebracht ist. Die Wellen erregen die fünf Defekte am oberen Bildrand, die entsprechend ihrer lokalen mechanischen Eigenschaften (Steifigkeit) schwingen. Es wird hierzu nur eine sehr geringe Energie durch den Piezoshaker benötigt, wenn die Erregerfrequenz der Frequenz der lokalen Defektresonanzen entspricht. Dieses Prinzip wird für die zerstörungsfreie Prüfung beispielsweise speziell zur Lokalisierung von Delaminationen in Waben- oder Schaum-Sandwichstrukturen verwendet. Hierfür werden die Piezoshaker der PS-X-03 Serie mit Vakuumadapter verwendet.

Piezoshaker:

PS-X-03 Serie mit Saugfußadapter

Piezoshaker_small

 

Die PS-X-03-Serie wird in der zerstörungsfreien Prüfung kombiniert mit ESPI / Shearografie eingesetzt. Durch Variation der Vakuumkraft kann man mit Hilfe des Saugfußadapters den Piezoshaker einfach am Objekt fixieren und den Anpressdruck einstellen. Je nach Art und Größe der Probe und den somit benötigten Frequenzbereich  sind verschiedene Aktoren mit angepassten Ausgleichsgewicht verfügbar.

 

 

 

NEU! PS-AC-X Serie mit aktiver Kühlung

Die Piezoshaker PS-AC-X-Serie wird zur breitbandigen Schwingungsanregung eingesetzt, hauptsächlich in Anwendungen der zerstörungsfreien Prüfung in Kombination mit Shearografie- und Thermographiesystemen. Er ist sehr kompakt und robust und überzeugt durch einen schnellen Aufbau und einfache Handhabung. Das Design basiert auf dem bewährten Piezoshaker Typ PS-X-03, im Gegensatz zum PS-X-03 verwendet unsere Neuentwicklung allerdings Druckluft zur aktiven Kühlung sowie zur Erzeugung des Vakuums für den Saugnapf. Die aktive Kühlung ermöglicht einen längeren Dauerbetrieb bei höherer Leistung im Vergleich zu den PS-X-03-Versionen oder eine längere Lebensdauer bei höherer Ausgangsleistung.

Verwendung als Saugfuß für Stative: Im Vergleich zur PS-X-Serie erzeugt der erhöhte Dichtungsdurchmesser höhere Kräfte, was die Verwendung der Standard-Saugfüße für die isi-sys Saugstative ermöglicht. So können zum Beispiel zwei PS-AC-X links und in der Nähe des Sichtfeldes platziert werden.

 

 

PS-L-02-Serie mit einem Montagetisch und Kühlung

Piezoshaker_LS-M

Die PS-L-02 Serie wurde für hochfrequente Schwingungen an kleinen Bauteilen, wie zum Beispiel elektronischen Komponenten, entwickelt. Der Montagetisch ist austauschbar und kann individuell mit Gewinden bis M4 aufgestattet werden. Optional ist eine Druckmessdose zur Bestimmung der Kräfte vorgesehen. Der Schwerpunkt des Objektes sollte in der Nähe des Zentrums liegen. Für einen Dauerbetrieb mit hohen Belastungen wird eine Luftkühlung notwendig. Hierfür ist ein Radiallüfter, der an den Verstärker angeschlossen werden kann, im Paket enthalten. Die genauen Charaktereigenschaften können gewählt werden (Frequenzbereich, Amplituden und die wirkenden Kräfte).

 

 

PS-M-LC-Serie mit direkter Schraubbefestigung und einem Kraftsensor-Adapter

Piezoshaker2

Bei der PS-M-LC-Serie wird der Piezoshaker an die Objektoberfläche geschraubt bzw. geklebt, somit ist keine Vakuumeinheit notwendig. Ein Kraftsensor kann einfach angeschlossen werden.  Je nach Art und Größe der Probe und den somit benötigten Frequenzbereich  sind verschiedene Aktoren mit angepassten Ausgleichsgewicht verfügbar. Ein gängiger Kraftsensor ist zum Beispiel das Modell PCB No. 201B02 (Force Sensor ICP® quartz force ring) für maximale Frequenzen bis zu 90kHz.

 

 

 

Verstärker

Der HVDA-0-180 Verstärker ist speziell für den isi-sys Piezoshaker entwickelt wurden. Ein Einsatz in anderen Bereichen ist allerdings auch möglich. Beispielsweise wenn höhere Leistungen benötigt werden, aber ein geringes Gewicht und eine kompakte und somit flexible Bauform von Vorteil sind. Für die Anwendung in der Shearografie bieten wir einen modularen Aufbau oder auch kundenspezifische Versionen, die sowohl einen Funktionsgenerator als auch eine Vakuuumpumpeneinheit enthalten. Mithilfe der verschiedenen Piezoshakermodelle erreicht man hohe Frequenzen bis zu 100kHz und mehr, große Kräfte und Beschleunigungen.

Amplifier

Die Anregungsleistung, Kraft und Beschleunigung des Piezoshakers sind eine Funktion der Frequenz und Amplitude, die mit Hilfe des Verstärkers eingestellt werden. Eine charakteristische Transferfunktion kann bei isi-sys angefordert werden. Die jeweils gewählte elektrische Kapazität begrenzt den Frequenzbereich des Piezoshakers.  Es besteht die Möglichkeit über den Strom- und Spannungs-Output des Verstärkers das Signal zur Einstellung der Anregungsleistung darzustellen.

 

Funktionsgenerator / DAQ Einheit

Unsere Software isi-Studio unterstützt verschiedene Funktionsgeneratoren. Der isi-sys Funktionsgenerator bietet alle erforderlichen Funktionen für die zerstörungsfreie Prüfung genauso wie die Möglichkeit eines automatischen Frequenzdurchlaufes. Mit dem Standard Funktionsgenerator /DAQ Einheit kann das Strom-/Spannungssignal des Verstärkers gemessen werden, was eine Darstellung der Anregungsleistung auf der Probe mit isi-Studio ermöglicht.

 

 Vakuumpumpeneinheit

Der Piezoshaker wird mit einem Vakuum an der Objektoberfläche befestigt. Wenn ein Druckluftanschluss nicht vorhanden ist, bietet isi-sys eine kompakte Vakuumpumpeneinheit. Zwei unabhängig voneinander arbeitende Vakuumquellen sind empfehlenswert, wenn zusätzlich ein Saugfußstativ zum Einsatz kommt. Über die Pumpgeschwindigkeit kann das Vakuumlevel eingestellt werden, was notwendig ist, um eine Beschädigung der Objektoberfläche durch die Vakuumkraft zu verhindern.

Piezoshaker-VakuumUnit

 

Anwendungsbeispiele des Piezoshakers:

Dynamische Anregung eines Yacht-Rumpfes

Dynamische Anregung an einer Windturbinenschaufel

Dynamische Anregung an einem Spaceshuttle

Dynamische Anregung an einem Yacht Mast

Dynamische Anregung eines Ruderblattes

 

Benötigen Sie detailliertere Informationen oder haben Sie spezielle Fragen, dann kontaktieren Sie uns bitte per e-mail – info@isi-sys.com.