专利名称：用于检测压电元件中裂纹的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检测根据施加到其上的电压变形的压电元件中的裂纹的方法和设备。
背景技术：
小型精密信息装置发展迅速，为了与这样的装置一起使用，对能够进行非常小距离的定位控制的微致动器的需要随之增加。例如，用于校准焦点和倾斜角的光学系统、用于控制喷墨头的喷墨打印机和用于控制磁头的磁盘驱动器非常需要所述微致动器。磁盘驱动器通过增加每英寸的磁道数量(TPI)，即通过使磁盘上每一个磁道的宽度变窄来提高存储容量。因此，大容量磁盘驱动器需要能够在微小范围内横越磁道精确定位磁头的致动器。为了满足该需要，日本未审查专利申请公开No. 2002-184140提出了一种采用双致动器系统的头悬架。双致动器系统除了驱动头悬架附接到其上的托架的通常的音圈马达之外，还使用压电致动器。压电致动器包括压电元件，并且布置在基板和头悬架的承载梁之间。除了通过音圈马达移动头悬架的磁头之外，采用双致动器系统的头悬架通过压电元件沿摆动方向(头悬架的宽度方向)移动磁头，所述压电元件响应于施加到其上的电压而变形，由此将磁头精确地定位在磁盘驱动器中的磁盘上。要求磁盘驱动器小且薄，并且因此要求压电元件薄。薄压电元件由于制造或将其装配到头悬架过程中施加到其上的外力很容易产生微裂纹。具有微裂纹的压电元件降低长期可靠性，并且因此必须作为次品被扔掉。但是通过使用立体显微镜进行外部观察很难发现微裂纹。而且，压电元件的表面镀有金，用于形成电极，因此从外表很难发现裂纹。通过测量压电元件的电特性也发现不了微裂纹。当装配在头悬架中时，通过测量其电容来测试和评估压电元件。但是，微裂纹没有造成压电元件的电容变化。为了解决该问题，日本未经审查的专利申请公开No. H06-003305和 No. 2002-367306公开了检查压电元件的阻抗频率图或相位频率图或测试压电元件光透射率的技术。但是这些相关技术不能容易地检测压电元件中的微裂纹，或者这些相关技术实际上很难实现。即，实际上，这些相关技术不能确定地找到压电元件中的裂纹，包括微裂纹。结果，大多数相关技术专注于防止裂纹在压电元件中形成。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于确定地检测压电元件中的一个或多个裂纹的方法和设备。
为了实现所述目的，本发明的一个方面提供一种检测介于一对电极之间并且根据通过所述一对电极施加到其上的电压的变形的压电元件中的一个或多个裂纹的方法。所述方法包括以下步骤将至少在所述压电元件的谐振频率下的电压通过所述对电极施加到所述压电元件上；在所施加的电压下测量所述对电极之间的介电损耗角正切；和根据所述测得的介电损耗角正切检测是否所述压电元件中存在裂纹。所述压电元件在谐振频率下的电压作用下的介电损耗角正切根据是否压电元件具有裂纹显著不同。因此，根据在谐振频率下的电压测得的介电损耗角正切，本发明的该方面确定地并且容易地检测是否所述压电元件具有裂纹。
图1是示出根据本发明第一实施例的用于检测压电元件中的裂纹的设备和压电元件布置其中的头悬架的示意性视图；图2是示出图1的压电元件的立体视图；图3是沿图2的III-III线的剖视图；图4是大体上示出图1的裂纹检测设备的框图；图5是示出根据本发明第一实施例的检测压电元件中裂纹的方法的流程图；图6是示出所测的压电元件的介电损耗角正切和阈值之间关系的曲线；图7A和7B是示出关于包括谐振频率的频率的压电元件阻抗特性图和介电损耗角正切特性图的曲线，其中，图7A没有裂纹，图7B具有裂纹；图8是示出关于包括谐振频率的频率的没有裂纹的压电元件介电损耗角正切特性的曲线；图9是示出关于包括谐振频率的频率的具有裂纹的压电元件介电损耗角正切-频率特性的曲线；图10是示出关于包括谐振频率的频率的具有微裂纹的压电元件介电损耗角正切-频率特性的曲线；图11是列出图8的介电损耗角正切的峰值的表格；图12是列出图9的介电损耗角正切的峰值的表格；图13是列出图10的介电损耗角正切的峰值的表格；和图14是示出根据本发明第二实施例的用于检测压电元件中的裂纹的设备的示意性视图。
具体实施例方式将参照
本发明的实施例。每一个实施例通过电极在压电元件的谐振频率下施加电压，压电元件介于电极之间，在所施加的电压下测量电极之间的介电损耗角正切， 并且根据测得的介电损耗角正切，检测是否压电元件具有一个或多个裂纹(后文简单地称为“裂纹”)。图1是示出根据本发明第一实施例的用于检测压电元件中的裂纹的设备和头悬架3的示意性视图。图1中，裂纹检测设备1检测是否装配在头悬架3中的压电元件5具有裂纹。首先说明压电元件5和头悬架3的示例。头悬架3具有作为从动部件的承载梁7、作为底座部件的基板9和压电致动器11。承载梁7将载荷施加到头13上，头13布置在承载梁7的前端。承载梁7由例如弹性不锈钢薄板等弹性金属薄板制成，并且厚度在例如约30到150 μ m范围内。承载梁7 具有作为布线构件的挠性构件15。挠性构件15包括由例如弹性薄不锈钢(SST)轧制钢板制成的导电薄板17、形成在所述导电薄板上的绝缘层和形成在绝缘层上的布线图19。布线图19包括信号传输线和电源线。布线图19的第一端具有接线端子21，其第二端具有接线端子23。挠性构件15的前端支撑头13的滑块25。滑块25在所述布线图19的第一端电连接到接线端子21。承载梁7的基端由基板9支撑。基板9由例如不锈钢薄板等金属薄板制成，并且厚度在约150到200 μ m范围内。基板19具有圆形凸台27。通过凸台27，基板9安装到由音圈马达(未示出)旋转的托架(未示出)。具有压电元件5的压电致动器11布置在在基板9和承载梁7之间。当压电元件5根据或响应于施加到其上的电压变形时，包括压电元件5的压电致动器11沿摆动方向(承载梁7的宽度方向)将承载梁7驱动非常小的距离。压电元件5由例如PZT(锆钛酸铅)等的压电陶瓷制成，并且具有基本上矩形形状。压电元件5的厚度在例如约70到200μπι范围内。压电元件5使用不导电粘合剂安装到形成在承载梁7和基板9之间的孔四中。图2是示出压电元件5的立体视图，并且图3是沿图2的线III-III的剖视图。图2和3中，压电元件5包括压电体四和31，其彼此分开，沿压电致动器11的宽度方向(左右方向)并排布置，并且沿180度方向不同地极化。附带地，压电致动器11和承载梁7为头悬架3的部件，并且因此压电致动器11和承载梁7的宽度方向或横向对应于头悬架3的宽度方向或横向。压电元件5的第一和第二表面33和35分别设置有电极37 和39。压电元件5介于电极37和39之间。电极37和39每一个由例如金(Au)板等导电金属板制成，所述金属板通过气相沉积、溅涂、电镀、金属印膏或类似方式制成。在压电元件5的第一表面33上的电极37包括分别形成在压电体四和31上的电极部件41和43。电极部件41和43通过例如银膏等的导电树脂接地到承载梁7。电极部件41和43通过间隙45彼此分隔。电极部件43具有与间隙45连续的凹部47。凹部47用于通过其形状区分压电元件5上的电极37的极性。压电元件5的第二表面35上的电极39用作关于电极3701，43)的共用电极。如图1中所示，电极39通过例如接合线电连接到挠性构件15的布线图19。上面确定的头悬架3和压电元件5的尺寸、结构等是用于说明根据本发明实施例的检测压电元件5的裂纹的方法的示例。可采用头悬架3和压电元件5的其他尺寸、结构等来实现本发明的方法。图4是大体示出图1的裂纹检测设备1的框图。图1和4中，裂纹检测设备1包括测量单元49和作为检测单元的处理单元51。测量单元49是例如LCR计，并且包括显示器53、控制面板55、测量电缆57和59等。测量单元49通过测量电缆57和59连接到挠性构件15的布线图19第二端处的接线端子23。测量单元49包括作为电压提供单元的测量电源61和测量部分63。测量电源61通过测量电缆57和59将设置频率的测量电压施加到压电元件5的电极37和39。测量电压例如为500mV，其频率在例如IOOHz到2MHz范围内以5kHz的间隔变化。因此，测量电源61能够通过所述对电极37和39至少在压电元件5的谐振频率下将电压施加到压电元件5。测量部分63根据测量电压施加到压电元件5时通过的电流，测量电极37和39之间的介电损耗角正切tan δ。测量部分63能够测量在压电元件5的谐振频率下电极37和 39之间的介电损耗角正切。测得的介电损耗角正切发送到处理单元51。处理单元51是例如个人电脑等的信息处理单元，并且包括判定部分69和存储部分71。判定部分69包括例如CPU，并且通过执行存储在存储部分71中的程序开始。判定部分69将来自测量单元49的测得的介电损耗角正切和存储在存储装置71 中的阈值T相比较。如果测得的介电损耗角正切低于阈值T，则判定部分69断定压电元件 5具有裂纹。由判定部分69作出的断定结果显示在处理单元51的监视器73上。阈值T设置在在没有裂纹的压电元件样品上在谐振频率下测得的介电损耗角正切(峰值)和在具有裂纹的压电元件样品上在谐振频率下测得的介电损耗角正切(峰值) 之间。根据第一实施例，阈值T为10。图5是示出根据第一实施例的在压电元件中检测裂纹的方法的流程图。该方法使用图1和4的裂纹检测设备1，并且如果具有裂纹，则根据通过在压电元件5的谐振频率下的电压测量的压电元件5的介电损耗角正切检测压电元件5中的裂纹。 根据所述方法测试的压电元件5沿纵向长度具有约Imm的尺寸，沿宽度方向具有约1.2mm 的尺寸，沿厚度方向具有约0. Imm的尺寸，并且在随压电致动器11附接到头悬架3的状态下具有约1. 4MHz的谐振频率。为了检测压电元件5中的裂纹，将具有压电元件5的头悬架3设置在操作台(未示出)上的预定位置处，裂纹检测设备1的测量电缆57和59连接到挠性构件15的布线图 19第二端处的接线端子23。在该状态下，进行图5的流程图的步骤。在作为电压提供步骤的步骤Sl中，测量单元49的测量电源61向压电元件5施加在压电元件5的谐振频率下的测量电压。根据该实施例，测量电压为500mV，并且其频率为1. 4MHz。优选测量电压通过在压电元件5的谐振频率附近范围内逐步改变(扫描)电压的频率来施加，以对付由于产生容差造成的压电元件5的谐振频率中的变化。在作为测量步骤的步骤S2中，测量单元49的测量部分63根据由测量电压产生的电流测量介电损耗角正切。将所测得的介电损耗角正切发送到处理单元51。在作为裂纹检测步骤的步骤S3中，处理单元51将测得的介电损耗角正切与阈值 T相比较。根据该实施例，阈值T为10，因此，处理单元51查看是否测得的介电损耗角正切小于10，S卩，是否测得的介电损耗角正切为一位数字或两位数字。图6是以压电元件的介电损耗角正切-频率曲线示出的测得的压电元件的介电损耗角正切和阈值之间关系的曲线。图6中，纵坐标代表介电损耗角正切，横坐标代表频率。
在没有裂纹的压电元件5的谐振频率下的电压作用下，介电损耗角正切远高于阈值10，如图6中部分75标示的。如果压电元件5具有裂纹，则其介电损耗角正切远低于阈值10。后面将说明该详细内容。如果在谐振频率下的电压作用下，介电损耗角正切是一位数，即小于10，则处理单元51在步骤S4中断定压电元件5具有裂纹。如果在谐振频率下的电压作用下，介电损耗角正切是两位数，即，高于10，则处理单元51在步骤S5中断定压电元件5没有裂纹。当测量电压的频率逐步改变时，在频率范围内测得的介电损耗角正切的峰值用作压电元件5的谐振频率下的介电损耗角正切。以该方式，根据该实施例的裂纹检测方法能够容易地并且确切地根据压电元件5 的谐振频率下的介电损耗角正切检测压电元件5中的裂纹。将说明根据介电损耗角正切在压电元件中检测裂纹的原理。图7A和7B是以其阻抗-介电损耗角正切-频率曲线示出压电元件的关于包括谐振频率的频率的阻抗特性图(阻抗-频率特性图)和介电损耗角正切特性图(介质损耗角-频率特性图)的曲线图，其中，图7A没有裂纹，图7B具有裂纹。在图7A和7B中，左侧纵坐标代表阻抗(ZO)，右侧纵坐标代表介电损耗角正切(D)，横坐标代表频率。图7A和7B的数据通过向压电元件样品在约IOOHz到2MHz范围内在以约5kHz的间隔逐步改变的频率下施加约500mV的测量电压获得的。在每一个频率下，测量每一个样品的阻抗和介电损耗角正切，以绘制图7A和7B的曲线。根据本实施例的裂纹检测设备1 的测量单元49用于测量。图7A中，没有裂纹的压电元件通常关于低于谐振频率的频率下的电压相位显示出-90度的电流相位，并且关于谐振频率和并联谐振频率之间的频率下的电压相位(反相区)显示出+90度的电流相位。之后，其在超过并联谐振频率的频率下返回到-90度。与低于谐振频率的区域和高于并联谐振频率的区域相比较，介电损耗角正切曲线在反相区中显示了大峰值。另一方面，图7B的具有裂纹的压电元件在介电损耗角正切曲线中没有显示大的峰值，但是其显示了类似于没有裂纹的压电元件的反相区。以这种方式在反相区中建立这样的概念介电损耗角正切越高，压电元件的质量越好。这与通常的概念完全相反，通常的概念认为介电损耗角正切越低，压电元件的质量越好。应可理解，压电元件的介电损耗角正切具有大峰值或不具有峰值取决于压电元件是否具有裂纹。基于该原理，根据本发明的裂纹检测方法和设备在压电元件的反相区中，在压电元件的谐振频率下的电压作用下测量指定压电元件的介电损耗角正切，并且根据测得的介电损耗角正切检测是否压电元件具有裂纹。将说明根据该实施例设置用于介电损耗角正切的阈值T。图8到10是示出压电元件样品的关于包括谐振频率的频率的介电损耗角正切特性图或曲线(介电损耗角正切-频率特性图)，其中图8是没有裂纹的压电元件样品，图9 是具有裂纹(可从外观清楚地辨认)的压电元件样品，图10是具有微裂纹(从外观不可辨认或几乎不可辨认)的压电元件样品。图8到10的数据以与图7A和7B的数据类似的方式收集。图8到10中，纵坐标代表介电损耗角正切，横坐标代表频率。图8到10的压电元件样品与用于裂纹检测方法的那些压电元件样品相同。图11到13是列出图8到10的介电损耗角正切的峰值的表格。图13中，标记有 “Ns”的压电元件样品具有从外观不可辨认的微裂纹，标记有“NB”的压电元件样品具有从外观很难辨认的微裂纹。图8和11中，没有裂纹的压电元件每一个在1. 4MHz谐振频率下的介电损耗角正切具有大于10介电损耗角正切的峰值(峰图形的顶点)。在其他频率下，没有裂纹的压电元件每一个显示出5或更低的介电损耗角正切。另一方面，图9、10、12和13每一个中示出的具有裂纹的压电元件在谐振频率下不具有大的峰值(峰图形的顶点)，并且在所有频率下，每一个显示出低于5的介电损耗角正切。也就是说，具有裂纹的压电元件在谐振频率下在介电损耗角正切中没有显示出大峰值，与裂纹的尺寸无关，并且在所有频率下，介质损耗角正切值低于5。因此，可令人满意地将谐振频率下的介电损耗角正切阈值T设置为10。通过该阈值，能够检测是否指定的压电元件具有裂纹。也就是说，如果指定压电元件的使用谐振频率下的电压测得的介电损耗角正切低于阈值T，则断定压电元件具有微裂纹。这样的微裂纹通常很难检测，因为这样的微裂纹仅造成落在生产容差内的电容差异。阈值T可设置在在没有裂纹的压电元件上谐振频率下测得的介电损耗角正切的峰值和在具有裂纹的压电元件上谐振频率下测得的介电损耗角正切的峰值之间。也就是说，阈值T可设置为小于10的值，并且可随机计算。将总结第一实施例的效果。根据本实施例的裂纹检测方法检测介于所述对电极37和39之间并且根据通过电极37和39施加到其的电压变形的压电元件5中的裂纹。所述方法包括以下步骤至少在压电元件5的谐振频率下通过电极37和39向压电元件5施加电压(电压施加步骤)，测量电极37和39之间的介电损耗角正切(测量步骤)，和根据测得的介电损耗角正切，检测是否压电元件5具有裂纹(裂纹检测步骤)。在谐振频率下测得的压电元件5的介电损耗角正切根据是否压电元件5具有裂纹具有大峰值或没有峰值。因此，如果压电元件存在裂纹，则根据本实施例的裂纹检测方法可容易地并且确定地根据谐振频率下的电压作用下测得的介电损耗角正切来检测压电元件5 中的裂纹。根据所述实施例的裂纹检测方法断定，如果在裂纹检测步骤中，在谐振频率下的电压作用下测得的介电损耗角正切低于阈值T，则压电元件5具有裂纹。也就是说，仅通过测量指定压电元件的谐振频率下的介电损耗角正切，所述方法能够容易地并且确定地检测是否该压电元件具有裂纹。根据该实施例，用于介电损耗角正切的阈值T设置在在不具有裂纹的压电元件样品上在谐振频率下测得的介电损耗角正切峰值和在具有裂纹的压电元件样品上在谐振频率下测得的介电损耗角正切峰值之间。因此，本实施例能够容易地并且确定地检测是否给定的压电元件具有裂纹。根据本实施例，用于介电损耗角正切的阈值T设置到10。仅通过查看给定的压电元件在其谐振频率下测得的介电损耗角正切是否是一位数或两位数，本实施例就能够简单地、容易地并且确定地检测是否压电元件具有裂纹。根据本实施例，压电元件5的谐振频率为装配在头悬架3的压电致动器11中的压电元件5的谐振频率。因此，本实施例能够容易地并且确定地检测是否压电致动器11中的压电元件5具有裂纹。根据本实施例，电压通过挠性构件15施加到压电元件5，并且因此，本实施例能够容易地并且确定地检测是否布置在头悬架3中的压电元件5具有裂纹。根据本实施例的裂纹检测设备1包括测量电源61，其将至少压电元件5的谐振频率的电压施加到压电元件5 ；测量部分63，其测量在所施加的电压下所述对电极37和39之间的介电损耗角正切；和处理单元51 (检测单元)，其根据测得的介电损耗角正切检测压电元件5中是否存在裂纹。裂纹检测设备1容易地并且确定地执行裂纹检测方法(图5)，以检测是否压电元件5具有裂纹。处理单元51包括存储部分71，其存储阈值T，以与介电损耗角正切峰值比较；和判定部分69，如果压电元件5的介电损耗角正切峰值低于阈值T，则其断定压电元件5具有裂纹。通过使用阈值T，如果存在裂纹，则裂纹检测设备1能够容易地并且确定地检测压电元件5中的裂纹。将参照图14说明根据本发明第二实施例的用于在压电元件中检测裂纹的设备。 将以用于检测裂纹的设备的功能来说明根据第二实施例的检测裂纹的方法。图14是示出根据本发明第二实施例的用于在压电元件中检测裂纹的设备的示意性视图。根据图14中所示的第二实施例的裂纹检测设备IA基本上与图1和4中示出的裂纹检测设备1相同，并且因此，与设备1的那些部件相对应的设备IA的部件以相同的附图标记加“A”标示，以省略其重复说明。根据第二实施例的裂纹检测设备IA通过直接比较压电元件的介电损耗角正切图与参考介电损耗角正切图，代替比较压电元件的介电损耗角正切和阈值T，来检测是否指定的压电元件具有裂纹。根据第二实施例，裂纹检测设备IA具有测量单元49A，其包括测量电源61A。测量电源61A通过在IOOHz到2MHz范围内以^Hz的间隔改变测量电压的频率来将例如500mV 的测量电压施加到测试压电元件。测量单元49A中的测量部分63A在每一个频率下测量测试压电元件的介电损耗角正切，并且将测得的介电损耗角正切发送到处理单元51A的判定部分69A。也就是说，测量电源61A在电压施加步骤中，在包括压电元件的谐振频率的频率下将测量电压施加到压电元件，并且测量部分63A在测量步骤中在每一个频率下连续地测量压电元件的介电损耗角正切。在裂纹检测步骤中，处理单元5IA的判定部分69A产生介电损耗角正切特性图，其类似于根据图8到10中所示的根据在变化频率下测得的介电损耗角正切的介电损耗角正切特性图，并且将所述图与存储在处理单元51A的存储部分71A中存储的参考介电损耗角正切图R相比较。参考介电损耗角正切图R提前由不具有裂纹的压电元件样品上测得的介电损耗角正切制作。参考图R可以例如为图6中所示的部分75。如果产生的介电损耗角正切图不与参考图R—致，S卩，如果产生的图不包括峰图形，则判定部分69A断定所测的压电元件具有裂纹。当断定所测的压电元件没有裂纹时，所测的压电元件的介电损耗角正切图不总是要求完全与参考图R—致。例如，当确定是否所测的压电元件具有裂纹时，可提取所测的压电元件的介电损耗角正切图的特征点，并且与参考图R的那些特征点相比较。或者，可随机计算参考图R的允许范围，并且如果所测压电元件的介电损耗角正切图落在所述允许范围内，则断定所测的压电元件的介电损耗角正切图与参考图R—致。参考图R可从具有裂纹的压电元件制作。在该情况下，参考图R可以是例如图6 的部分77。在该情况下，如果所测的压电元件的介电损耗角正切图与参考图R—致，则断定所测的压电元件具有裂纹。在该情况下，如上面所述，所测的压电元件的介电损耗角正切图不总是要求与参考图R完全一致。所测的压电元件的介电损耗角正切图和参考图R不需要制作整个频率范围。其可制作在出现峰值图形处的压电元件谐振频率附近的有限频率范围。第二实施例提供与第一实施例相同的效果。另外，第二实施例通过直接比较压电元件的介电损耗角正切图与参考介电损耗角正切图R，容易地并且确定地检测是否指定压电元件具有裂纹。这是因为根据是否压电元件具有裂纹，压电元件的介电损耗角正切图包括大峰值或不具有峰值。根据第一和第二实施例，压电元件5包括一对压电体四和31。本发明也可适用于包括一个压电体的压电元件。在该情况下，电极37和39中的每一个可以是一个板。根据所述实施例，所述裂纹检测方法和设备检测设置在头悬架3上的压电致动器 11的压电元件5中的裂纹。本发明也可适用于检测任何其他压电致动器的压电元件中的裂纹。根据所述实施例，所述裂纹检测设备使用测量单元49的测量电源61，S卩LCR计，来将电压施加到压电元件5。施加到压电元件5的电压可从确保测量稳定性的例如探测装置等任何其他装置提供。根据所述实施例，压电元件5的示例具有约1. 4MHz的谐振频率。所述谐振频率可根据压电元件5和头悬架3的尺寸、结构等改变。如果谐振频率改变，则可改变测量电压的频率变化范围。根据所述实施例，测量电压的频率变化间隔为约5kHz，并且测量电压为约500mV。 所述间隔和测量电压可根据裂纹检测的要求精度等改变。
权利要求
1.一种用于检测压电元件中的一个或多个裂纹的方法，所述压电元件介于一对电极之间并且根据通过所述一对电极施加到其上的电压而变形，所述方法包括以下步骤将至少在所述压电元件的谐振频率下的电压通过所述一对电极施加到所述压电元件上；测量在所施加的电压下所述一对电极之间的介电损耗角正切；和根据所述测得的介电损耗角正切检测是否所述压电元件中存在裂纹。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所测得的介电损耗角正切低于阈值，则所述裂纹检测步骤确定所述压电元件中存在裂纹。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述阈值设置在在没有裂纹的压电元件样品上在谐振频率下测得的介电损耗角正切峰值和在具有裂纹的压电元件样品上在谐振频率下测得的介电损耗角正切峰值之间。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述阈值为10。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电压施加步骤通过在包括谐振频率的频带中改变所述电压的频率来进行，所述测量步骤连续地测量在所述频带中的介电损耗角正切，并且所述裂纹检测步骤通过根据所述测得的介电损耗角正切形成介电损耗角正切图，将所述介电损耗角正切图与参考图相比较，和查看是否所述介电损耗角正切图具有峰值图形来进行。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压电元件形成压电致动器，所述压电致动器设置在基部部件和从动部件之间，并且根据所述压电元件的变形，相对于所述基部部件驱动所述从动部件，并且所述谐振频率为所述压电致动器中的压电元件的谐振频率。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述从动部件为头悬架的承载梁，所述压电元件的所述一对电极中的一个连接到所述头悬架的布线构件，并且所述电压通过所述布线构件施加到所述压电元件。
8.一种用于检测压电元件中的一个或多个裂纹的设备，所述压电元件介于一对电极之间并且根据通过所述一对电极施加到其上的电压而变形，所述设备包括电压施加单元，其将在至少所述压电元件的谐振频率下的电压通过所述一对电极施加到所述压电元件上；测量单元，其测量在所述施加的电压下所述一对电极之间的介电损耗角正切；和检测单元，其根据所测得的介电损耗角正切检测所述压电元件中是否存在裂纹。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述检测单元包括存储部分，其存储用于介电损耗角正切的阈值；和判定部分，如果所测得的介电损耗角正切低于所述阈值，则其确定所述压电元件中存在裂纹。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述阈值设置在不具有裂纹的压电元件样品上在谐振频率下测量的介电损耗角正切峰值和在具有裂纹的压电元件样品上在谐振频率下测量的介电损耗角正切峰值之间。
11.根据权利要求9所述的设备，其中，所述阈值为10。
12.根据权利要求8所述的设备，其中，所述电压施加单元通过在包括谐振频率的频带中改变电压的频率来施加电压，所述测量单元连续地测量在所述频带中的介电损耗角正切，并且所述检测单元包括存储部分，其存储根据所述压电元件样品的介电损耗角正切制作的参考图；和判定部分，其根据测得的介电损耗角正切形成介电损耗角正切图，比较所述介电损耗角正切图与所述参考图，并且查看是否所述介电损耗角正切图具有峰图形，由此确定所述压电元件中是否存在裂纹。
全文摘要
用于检测压电元件中裂纹的方法和设备。一种在介于一对电极之间并且根据通过所述一对电极施加到其上的电压变形的压电元件中检测一个或多个裂纹的方法。所述方法包括以下步骤至少在所述压电元件的谐振频率下将电压通过所述一对电极施加到所述压电元件；测量在所施加的电压下所述一对电极之间的介电损耗角正切；和根据所述测得的介电损耗角正切检测是否所述压电元件中存在裂纹。所述压电元件的介电损耗角正切在谐振频率下根据所述压电元件是否具有裂纹而具有大峰值或没有峰值。因此，所述方法根据在谐振频率下测得的所述压电元件的介电损耗角正切容易地并且确定地检测是否所述压电元件具有裂纹。
文档编号G01N27/20GK102565133SQ201110406518
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月8日 优先权日2010年12月9日
发明者古田英次郎, 荒井肇 申请人:日本发条株式会社