[发明专利]一种压电元件检测系统及方法和应用

说明书

本发明公开了一种压电元件检测系统及方法和应用，涉及检测技术领域，包括依次连接的驱动电路、压电元件、信号检测电路和数据处理模块；所述数据处理模块用于计算压电元件的实际输出电流值，并将压电元件的实际输出电流值与压电元件工作状态正常时的输出电流阈值比较，判断压电元件工作状态是否异常。针对压电悬臂梁异常工作状态难以判断的技术问题，它可以对压电悬臂梁工作状态进行检测，提前判断出压电悬臂梁的异常工作状态。

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种压电元件检测系统及方法和应用。

背景技术

压电陶瓷作为智能材料，能实现电能与机械能之间的相互转换，其中压电悬臂梁结构应用较为常见，广泛应用于振动能量收集器、俘能器、振动抑制、微型驱动装置等领域，在这些工程应用中，压电悬臂梁作为驱动器在驱动控制电路下工作并作用于被驱动件，在长时间工作下，压电悬臂梁的工作状态并不能及时反馈，以致在压电老化，胶层剥落等外因下，驱动效果不佳，严重的情况可导致工程故障。此外，压电悬臂梁工作频率相对较高，在长时间工作条件下，压电悬臂梁磨损等由自身物理性质造成的故障，属于暂变过程，难以判断压电悬臂梁在何时处于不佳工作状态。

发明内容

1、发明要解决的技术问题

针对压电悬臂梁异常工作状态难以判断的技术问题，本发明提供了一种压电元件检测系统及方法和应用，它可以对压电悬臂梁工作状态进行检测，提前判断出压电悬臂梁的异常工作状态。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种压电元件检测系统，包括：依次连接的驱动电路、压电元件、信号检测电路和数据处理模块；所述数据处理模块用于计算压电元件的实际输出电流值，并将压电元件的实际输出电流值与压电元件工作状态正常时的输出电流阈值比较，判断压电元件工作状态是否异常。

可选的，所述数据处理模块中存储有压电元件工作状态正常时的输出电流阈值。

可选的，还包括存储模块，用于存储压电元件工作状态正常时的输出电流阈值；所述存储模块与数据处理模块连接。

可选的，还包括显示模块，所述显示模块与数据处理模块连接。

可选的，所述信号检测电路包括依次连接的噪声滤波电路和比例放大电路，所述比例放大电路与数据处理模块连接。

可选的，所述数据处理模块还包括依次连接的噪声滤波单元、比例放大单元、信号变换单元和分析比对单元，所述噪声滤波单元与信号检测电路连接。

可选的，还包括测速仪，用于检测压电元件受撞击前后的初速度v₁和末速度v₂；所述测速仪与数据处理模块连接。

可选的，所述的测速仪为高速摄像机、雷达测速仪或激光测速仪。

可选的，所述的压电元件为压电晶体件、压电半导体或压电陶瓷件；若所述的压电元件为压电晶体件时，所述压电晶体件为压电悬臂梁，所述压电悬臂梁包括基板和压电晶片，所述基板的一个以上的侧面上设有压电晶片。

一种压电元件检测方法，根据以上任一项所述的一种压电元件检测系统，其特征在于，包括：设定压电元件的机械边界条件，通过驱动电路为压电元件设定电学边界条件；压电元件输出信号经信号检测电路，输送至数据处理模块处理，计算得到压电元件的实际输出电流值；将压电元件的实际输出电流值，与设定的机械边界条件及电学边界条件下的压电元件工作状态正常时的输出电流阈值比较，判断压电元件工作状态是否异常。

可选的，所述压电元件工作状态正常时的输出电流阈值的计算方法，包括：测速仪检测压电元件受撞击前后的初速度v₁和末速度v₂；发送给数据处理模块处理，数据处理模块计算出压电元件工作状态正常时的输出电流阈值。