Способ формирования амплитудно-частотной характеристики пьезопластин и устройство для его реализации

 

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (511 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ"=;НИЯ

H АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (l

ГОсудАРстВенный номитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ЬП.ИЙ (21) 2824046/25-28 (22) 24.09.79 (46) 30.07.83. Бюл. Ж 28 (72) И.И.Антипов, А.A.Алексеев, B.È.3oëoòoâ и О.А.Родченко (53) 620.179.16(088.8) (56) 1. "Дефектоскопия", 1973, с. 34-42.

2, Глоэман А.Ф. Пьезокерамика.

М., "Энергия, 1967, с.85-107 (прстотип способа).

3. "Дефектоскопия", 19 3,

4. "Дефектоскопия, 1978, 1 . б, с.95-97 (прототип устройства). (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ АМПЛ<ИТУДНОЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЬЕЗОПЛАСТИН

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ (57) 1. Способ формирования амплитудно-частотной харак †еристи пьеэопластин, заключающийся в тои, 4TG в равномерно поляризованной пьезопластине создают градиент температуры по ее толщине путем нагреван;.я одной из рабочих поверхностей пьезопластины и резко охлаждают всю пьезопластину для фиксации получен lbl), свойств, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности ilo" лучения требуемой характеристики, Во время нагревания одной поверхности дополнительно охлаждают противоположную рабочую поверхность и осуществляют измерение амплитудно-частотной характеристики пьезопластины, а рез кое охлаждаение производят s момент дости< «ения заданных параметров характеристики.

2. Устройство для формирования ам плитуд<ьэ-частотной характеристики пьезопластин, содержащее нагреватель вс-.ííó для охлаждающей жидкости, в KDiopvlo в процессе изготовления помещается пьезопластина. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыш=-<-,ия производительности и качества изготовления, оно снабжено послед вательно соединенными блоком и=-"ерения аиплит дно-частотных харак. е рис т:1к, блоке м селекции по част:;.:.= и амплиту, е, блоком управления:< 6 кои оег лирования теиперату;ы, а также присоединенныи к втором у =ь<ходу блока уг<равления электромагнитом, на подвижном сердечн -1 ке -:oiopo< o закреплен н2 г ре вател, камсро:, .-идравлически свя=-анным с ней,: соеди енными последов тельно между собой ",асором и охлади- <=.ë-.åè жидкости, электрически связ. иным с тре-: ьии и четвертыи выхода "" блока управления соответственно, термопаро:i, установленный

íà í-:ã реватвле, электри-<ески связанной ;. ь,орыи ьходои олока регулирования темпера:< уры, выход которого соед,--не- с нагревателем, вход блока измерения :-:,плитудно-частотных харак тери.тик::ме ::.i переходной контакт для по.лк-<юче<<ия к пьеэоплас тине, а ванна для охлаждающей жидкости размещена между нагревателем и камерой.

i03240 пластины.

Изобретение относится к контрольН0-измерительной технике и может бы-.ь применено при массовом изготовлении

Пьезопреобразовтелей.

Известен способ изготовления широкополосных преобразователей, заключа1ощийся в том, что предварительно поляризованную пьезопластину механически обрабатывают (шлифуют), а 3аТеМ наносят на нее электроды. бпособ сбеспечивает значительное повьгшение рабочих часто (i J, Недостатком указанного способ" является большая трудоемкость механической обработки, при которой надо получить малую толщину шлифуемой

Плс1СТ Hbl; КРОМЕ ТОГО i OH НЕ ПОЗВОЛЯ ет гарантировать стабильность амплитудно-частотных характеристик у разных экземпляров преобразова- 2О тег1ей из-за большого разброса механической обработки при наличии к тому же разброса свойств самой исходной пластины, Известны устройства для изготов- 25 ления пьезопреобразователей, содержащие механизмы для литья пьеэокерами-lеской Màссы и устаHoBKó для по.пяризации пьезопластин (2).

Недос аroK данных устройст I — gII невозможность получения с их помощью неравномерной поляризации по толщине чт0 пОЭВОлило бь1 расширить ПОПОсу частот преобразователя, Наиболее близким к предпагаемому

35 является способ формирования амплитудно-частотной характеристики пьеэопластин, заключающийся в том, что в равномерно поляризованной пластине создают градиент температуры по =.e толщине путем нагревания одной из рабочих поверхностей пьезопластинь: и резко охлаждают всю пьезопластину для фиксации полученных свойств. 000= соб позволяет уменьшить трудоемкость ,$ операций по формированию ребу мой амплитудно-частотной характеристики и тем самым может обеспечить BblcoKóÿ производительность Г 31.

Недостаток известного способа

5О заключается в низкой надежности получения требуемой характеристики, связанной с возможными перегревами

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для формирования амплитудно-частотной характеристики пьезо

Ц пластин, содержащее нагреватель и ванну для охлаждающей жидкости, в в которую в процессе изготовления

l омещ<1 ется пьезопластина

Б известном устройстве происходит час,и, ная деполяризация равномерно поляризованной be OJIJiBcTMны, Ома приобретает неравномерную по толщине

ПОЛЯРИЗаЦИЮ„ В РЕЗУЯЬтатЕ ЧЕГО ПОЛОсВ частот ilластины зн чительно рас

Iширяется I -" 1.

К недостаткам известного устройства стносятся низкие производи-.ельность и качество изготовления, поскольку дег1оляризация производится вручную и 1олько после ее завершения проверяетс:=; характе.:истика. В То же

Время из-з.-; Высокой теплопроводтнОсти проц с сс Г Оля pl 3c ци и п рой схОдит сравнительHQ ciblc; po, создавая возмож ности пере1-рева. 3Тс снижает производительность, ведет н .;3ñòîìó появлеHHþ брака.

Цель изобретения — повышение надежности получения требуемой хараKòåристики,прoизводительност il и качест-. ва изго,.Овг:"=чин.

Поставленная ь - ти— цел,, с ается тем, --ITo согласно способу 1рормирования амплитудно-частотной J33paKTeристики зопластин, з включающемуся а том, что в равномерно поляризованной пьезогласвЂ.ине создают ";.àäèåíò TåMïåðàòóðû по ее тол1цине путем нагревания одной иэ рабочих поверхностей пьезопластины и

РЕЗКО ОХЛаждаЮт ВСЮ пь-ЕЭОПЛастину дЛя фиксации полученнь1х свойств,во время нагревания одной поверхности дополнительно охлаждают противоположную рабочую пОеерхнссть и Осуществляют иэмере ние амплитуд;-:с--,астотнсй характеристики пьезопластины, а резкое Охлаждение производят в момент достижения заданньгх параметров характери тик. у тройство для ре 3лизации способа формирования ампли удно асто-HОИ XdPаК!ЕРИCIИKИ 13э230ПЛВС ИHb i содержащее нагреватель и Ванну для охлаждающей жидкости, в которую в процессе изготовления гомецается пьезопластина,. снабжено последовательно соединенными блоком измерения амплитудно частотных хаэакте ристик., блоком селекции по частоте и амплитуде,, блоком управi1 1HI4p блоком регулирования температуры, а также г1рисоединенным K вToðîè; выходу блока управления электромагнитом, на подвижном сердечнике кото3 1032 рого закреплен нагреватель, камерой, гидравлически связанным с ней и соединенными последовательно между собой насосом и охладителем жидкости, электрически связанными с третьим и четвертым выходами блока управления соответственно, термопарой, установленной на нагревателе, электрически связанной с вторым входом блока регулирования температуры, выход которого соединен с нагревателем вход блока измерения амплитудно-частотных характеристик имеет переходной контакт для подключения к пьезопластине, а ванна для охлаждающей t5 жидкости размещена между нагревателем и камерой.

На чертеже изображена блок-схема устройства для оеализации способа формирования амплитудно-частотной характеристики пьезопластины.

Устройство состоит из последовательно соединенных блока 1 измерения амплитудно-частотных характеристик, блока 2 селекции по частоте и амплитуде, блока 3 управления и блока 4 регулирования температуры.

Кроме того, устройство содержит электромагнит 5, на подвижном сердеч нике которого закреплен нагреватель

6, гидравлически связанные с, камерой 7, которая заполняется охлаждающей жидкостью, насос 8 и охладитель

9 жидкости, электричек.ки связанные с третьим и четвертым выходами блока

3 управления соответственно, термоЗ5 пару 1О, установленную на нагревателе 6, электрически связанную с вторым входом блока 4 регулирования температуры, и ванну 11 для охлаждаю40 щей жидкости. Выход блока 4 соединен с нагревателем 6. B процессе изготовления между камерой 7 и нагревателем 6 помещается пьезопластина 12.

Она присоединяется к входу блока 1

45 с помощью переходного контакта 13.

Способ осуществляют следующим образом.

Пьезопластину 12, предварительно равномерно поляризованную по толщине, помещают между нагревателем 6 и каме" 5О рой 7. Вход блока 1 подключают к

40 Д пьезопластине 12, производят измерение амплитудно-частотной характеристики пьезопластины до ее нагрева (т.е. до частичной поляризации),опрервля зт режим термообработки, в частности температуру, которая должна превышать точку Кюри материала ьезопластины. Температуру нагревателя устанавливают автоматически с помощью термопары 10 и блока 4 регулирования температуры, После достижения требуемой температуры с помощью блока 3 управления изменяют ток B обмотке электромагнита 5 таким образом, чтобы закрепленный на нем нагреватель 6 приблизился к переходному контакту 13.

С помошью бпока 3 управления включают охладитель 9 и насос 8, обеспечивающие постоянную низкую температуру жидкости в камере 7.

Тем самым во время нагрева одной поверхности пьсзопластины 12 дополнительно охлаждают другую ее поверхность. Благодаря нагреву одной ее

cTopoHbl и охлаждению другой в ней создается градиент температуры, в соответствии с которым распределяется поляризация пьезопластины 12, при этом происходит расширение ее: а -:,плитудно-частотной характеристики.

Эту хаоактеристику непрерывно измеряют блоком 1, сигнал с которого по" дают . - а блок 2 селекции. Последний выделяет стробирует ) резонансные пики,. соответствующие требуемой высококачественной области амплитудно-частотной характеристики. Как только эти пики достигнут заданной амглитуды, с блока 2 подается сигнал на блок 3 «пра влениR .

Блок 3 изменяет ток в обмотке электромагнита Si нагреватель 6 отводят от пьезопластины 12, ванна 11 за"»oã.íÿåòñÿ охлаждающей жидкостью, чем производят резкое охлаждение пьезопластины для фиксации свойств.

Таким образом„ весь процесс ведет ся автоматически и окон ание его определяется получением требуемых характеристик пьезопластины.

Составитель T. Ãoëoâê<;íà

Редактор А.Лежнина ТехредМ.Гергель Корректор Е,Гирняк

Заказ 5395/50 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Пагент", r. Y><город, ул. Проектная,