Датчик сдвиговых ультразвуковых колебаний

 

ДАТЧИК СДВИГОВЫХ УЛЬТРАЗВУKOKJX КОЛЕБАНИЙ, содержащий пьезопластину и звуковод, состоящий из двух акустически связанных между собой, выполненных из разного материала частей, на торце первой из которых установлена пьезопластина, вторая ограничена контактной плоскостью , а разделяющая их поверхность имеет плоский участок, выполненный наклонным к торцу первой части эвуковода под углом, обеспечивающим . возбуждение сдвиговых колебаний нормально к контактной плоскости, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, контактная плоскость звуковода выполнена параллельной его торцовой плоскости, разделяющая поверхность имеет дополнительно не менее одного плоского наклонного участка, ознование которого с основанием основного участка размещгиотся в плоскости , параллельной контакргной плоскости , а его вершина и основание соседнего участка лежат в плоскости, перпендикулярной контактной плоскости , наклонные участки соединены между собой последовательно, а первая часть звуковода выполнена из материала, скорость распространения продольных колебаний в котором равна скорости распространения сдвиговых колебаний в материале второй части звуковода. 00 о о О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

М 29 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3314278/25-28 (22) 06.07.81 (46) 15 ° 05.83. Бюл. У 18 (72) Ф.Ф; Горбацевич и Н.Н. Абрамов (71) Горнь;й институт ордена Ленина

Кольского филиала им. С.N. Кирова

AH СССР (53 ) б 20. 179 (088. 8) (56) 1. Патент ФРГ М 927770, кл. 42 к 46/06, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 785737, кл. 4 01 N 29/04, 1973

1 прототип ).

И4) (57) ДАТЧИК СДВИГОВЬИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЯ, содержащий пьезопластину и звуковод, состоящий иэ двух акустически связанных между собой, выполненных из разного материала частей, на торце первой из которых установлена пьезопластина, вторая ограничена контактной плоскостью а разделяющая их поверхность имеет плоский участок, выполненный наклонным к торцу первой части зву„„gu„„1018006 A ковода под углом, обеспечивающим . возбуждение сдвиговых колебаний нормально к контактной плоскости, о т л и ч а.ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, контактная плоскость звуковода выполнена параллельной его торцовой плоскости, разделяющая поверхность имеет дополнительно не менее одного плоского наклонного участка, о=нование которого с основанием основного участка размещаются в плоскости, параллельной контактной плоскости, а его вершина и основание соседнего участка лежат в плоскости, перпендикулярной контактной плоскости, наклонные участки соединены между собой последовательно, а первая часть звуковода выполнена из материала, скорость распространения продольных колебаний в котором равна скорости распространения сдвиговых колебаний в материале второй части звуковода.

1015005

Изобретение относится к средствам ультразвукового контроля и может быть использовано для излучения и приема сдвиговых ультразвуковых колебаний при определении физических свойств твердых сред. 5

Известен датчик сдвиговых ультразвуковых колебаний,. содержащий пьеэопластину и эвуковод, состоящий из двух частей, акустически связанных друг с другам, на первой из которых установлена пьезопластина, а вторая ограничена контакт,ной плоскостью (1).

Недостатком этого преобразователя является невозможность ввада колебаний нормально к поверхности контролируемого изделия, что сужает область ега применения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо=

2() му результату является датчик (2 ), содержащий пьеэопластину и звуковад, состоящий из двух акустически связанных между собой, выполненных иэ е аэного материал- частей, на торце ервой из которых установлена пьезопластина, а вторая ограничена контактной плоскостью, а разделяющая их поверхность имеет плоский участок, выполненный наклонным к торцу первой части звуковода под углом, 3 " обеспечивающим возбуждение сдвиговых колебаний нормально к контактной плоскости. Первая часть выполнена иэ материала, скорость распространения продольной волны в котором 35 меньше, чем та же скорость в материале второй части эвуковода,, угол между разделяющей плоскостью частей эвуковода и торцовой плоскостью выбран в пределах

4 >

B угол между разделяющей и контактной плоскостями равен

U55 (Ь= с4 с э ! s п Ы

М где 1 Vp — cKopocTB распрост .ж

1 продольных колебаний в 5; материале первой и второй частей эвукапровода соответственна, Ч вЂ” скорость распространения

5 сдвиговЫх колебаний во второй части звукавада.

Недостатком иэвестнога устройства . являются большие габариты, обусловленные большими размерами клиньев ! звуковода и непараллельнастью ега торцовой и контакт най плоскостей . 6-

Цель изобретения — уменьшение габаритов.

Поставленная цель достигается тем, чтс в датчике сдвиговых ультразвуковых колебаний, содержащем пьезапластину и звукавод, состоящий из двух акустически связанных между собой, выполненных из разного материала частей, на торце первой из которых установлена пьезапластина, вторая ограничена контактной плоскостью, а разделяющая их поверхность имеет плоский участок,. выполненный наклонным к торцу первой части звукавода под углом, обеспе. ивающим возбуждение сдвиговых колебаний нормально к контактной плоскости, последняя выполнена параллельной его торцовой плоскости, разделяющая поверхность имеет,цапалнительно не менее одного плоского наклонного участка,. основание которого с основанием основного участка размещаются в плоскости, параллельной контактной плоскости, а зга вершина и основание соседнега участка лежат в плоскости, перпендикулярной контактной плоскости, наклонные участки соединены между собой последовательно,. а первая часть звуковода выполнена %з материала, скорость распрастранения продольных колебаний в котором равна скорости распространения сдвиговых колебаний в материале второй !асти звукавада.

На фиг. 1 представлена схема датчика; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг,1

Датчик содержит пьезапластину 1 и звуковад, †î †. тоящий .из двух акустически связ-.анных между собой частей

2„. на торце 3 из которых установлена пьезопластина 1, и части 4, которая ограничена контактной плоскостью 5, контактирующей в процессе контроля с контролируемой средой, размещенные в корпусе б, разделяющая две части поверхность 7! имеет не менее двух плоских †:àêëoHèûõ учаcTKQB 8! основания которых размещаются в плоскости, >араллельной контактной плоскости 5, а вер!ина каждагD % основание соседнего участка лежат в плоскости, перпендикулярной контактной плоскости 5, сами наклонные участки

8 соединены между собой последовательна, При зтам контактная плоскость 5 выполнена параллельной торцу 3, а первая часть 2 звукавада выполнена из материала, скорость Чр распространения продольных колебаний в котором равна скорости U5 ра.спростра2 нения cpBHãîâûõ колебаний в материале второй части 4 звукавода.

Датчик работает следующим образом.

Генерируемые пьезапластинай 1 продольные ультразвуковые колебания распространяются в первой части 2 звуковада îðìàëüíî к ега торцу 3, .,падают на разделяющую поверхность звуковода под углом е равным углу

10 18 00 б

62.2

Составитель М. Андреева

Редактор М. Петрова Техред В.Далекорей Корректор М, Шароши

Заказ 3529/42 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 наклона ее наклонных участков по отношению к торцовой плоскости звуковода, трансформируются в сдвиговые колебания и затем переходят в изделие под прямым углом к контактной плоскости 5. 5

Действительно, согласно закону нелмуса, так как скорость распростраения продольных ультразвуковых колебаний в первой часть эвуковода равна скорости распространения сдвнго- 10 вых колебаний во второй части звуковода, то угол;прохождения сдвиговых ультразвуковых колебаний равен углу падения продольных ультразвуковых колебаний о .

Выбор угла чр Чр

С(ГС5111 > 0L Ъ Olf 4530 "Ol

° 1 1

V т

Ч 1кр обеспечивает распространение в части

4 эвуковода только сдвиговых ультразвуковых колебаний °

Таким образом, выполнение контактной плоскости преобразователя параллельно торцовой плоскости, а также выполнение раэделякщей поверхности эвуковода согласно изобретению при соответствукщем выборе материалов для изготовления частей эвуковода позволяет уменьшить габариты датчика °