Пьезоэлектрический преобразователь для ультразвукового контроля

 

1. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ, содержащий пьеэоэлемент, соединенную с ним призму и звукопровод , контактируищий с призмой, причем звукопровод и призма выполнены из материалов с различной скоростью распространения ультразвуковых колебаний , отличающийся тем, что, с целью повышения производительности контроля изделий различной толщины, звукопровод выполнен в виде гибкой ленты, контактирующей частью поверхности с рабочей поверхностью призмы и акустически связанной с пьезоэлементом. (Л :о СлЭ :о Од ел

ПЖ itl) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(5g . 001 м 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOOAY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l) 3381254/25-28 (22) 11 ° 01 ° 82 (46) 23.05.84. Бюл. В 19 (72) A.В Медведев и Г.В.Гвоздь (71) Научно-производственное объединение Атомкотломаш (53) 620.179 ° 16 (088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 667887, кл. Ь 01 ч 29/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 303584, кл G 01 N 29/04, 1967 (прототи > .. (54) (57) 1 ° ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ, содержащий пьезоэлемент, соединенную с ним призму и звукопровод, контактирующий с призмой, причем звукопровод и призма выполнены из материалов с различной скоростью распространения ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности контроля изделий различной толщины, звукопровод выполнен в виде гибкой ленты, контактирующей частью поверхности с рабочей поверхностью призмы и акустически связанной с пьезоэлементом.

1093965

40

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что в час« ти гибкой ленты, контактирующей с рабочей поверхностью призмы, выполнены продольные сквозные пазы, меньщий размер которых выбран больше Л /2, а расстояния между пазами меньше Л /2, где il ,.длина волны ультразвуковых коИзобретение относится к испытаниям и измерениям и может быть использовано для ультразвукового контроля.

Известен пьезоэлектрический преобразователь для ультразвукового контроля, содераащий пьезоэлемент и соединенную с ним призму с отражателем íà ее боковой грани и клинообразным пазом в рабочей поверхности призмы (1).

Недостатком преобразователя является возможность его использования для контроля. иэделий с ограниченным диапазоном толщин, так как прн увеличенйи толщины контролируемого иэделия возможно наложение сигнала, характеризующего акустический контакт ультразвукового преобразователя с изделием, н сигнала от дефекта.

Наиболее близким по технической 20 сущности и достигаемому результату к изобретению является пьезоэлектрический преобразователь для ультразвукового контроля, содержащий пьезоэлемент, соединенную с ним призму . 25 ,н звукопровод, контактирующий с приз-

:мой, причем звукопровод и призма выполнены иэ материалов а различной скоростью распространения ультразвуковых колебаний. Призма имеет помимо наклонной граня, служащей

1 для размещения пьезоэлемента, допол. нительную наклонную грань, акустически связанную со звукопроводом, в котором расположен отражатель с регулятором отражательной способности и поглотителем шумов, выполненный с возможностью перемещения по длине эвукопровода (2).

Недостатком известного преобразователя является низкая производительность контроля изделий различной толщины при его использовании, что обусловлено, необходимостью положе-, ния отражателя, сигнал от которого характеризует акустический контакт ультразвукового преобразователя с изделием, при изменении толщины изделия. леваний в материале призмы

3. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что в части гибкой ленты, контактирующей с рабочей поверхностью призмы, выполнены отверстия (размеры которых выбрани больше 3. /2, а расстояния между отверстиями меньше 3 /2).

Цель изобретения «повышение производительности контроля изделия раэ. личной толщины.

Поставленная цель достигается тем, что в пьезоэлектрическом преобразователе для ультразвукового контроля, содержащем .пьезоэлемент, соединенную с ним призму и звукопровод, контактирукзций с призмой, причем звукопровоа и призма выполнены иэ материалов с различной скоростью распространения ультразвуковых колебаний, звукопровсд выполнен в виде гибкой ленты, контактирующей частью поверхности с рабочей поверхностью призмы и акустически связанной с пьезоэлементом.

Кроме того, в части гибкой ленты, контактирующей с рабочей поверхностью призмы, выполнены продольные сквозные пазы, меньший размер которых выбран больше Л/2, а расстояние между пазами меньше А/2, ще Адлина волны ультразвуковых колебаний в материале призмы.

А вв ччаасстти и ггииббккоой и ллееннттыы, контактирующей с рабочей поверхностью призмы, выполнены отверстия (размеры которых выбраны больше Л/2, а расстояние между отверстиями меньше

А/2) .

На фиг. 1 показан предлагаемый пьезоэлектрический преобразователь, разрезу на фиг. 2 — вид A на фиг.1.

Пьезоэлектрический преобразователь содержит пьезоэлемент 1, соединенную с ним призму 2, звукопровод в виде гибкой ленты 3, контактирующей частью поверхности с рабочей поверхностью призмы 2 н акустически связанной с боковой поверхностью пьезоэлемента 1, демпфер .4, обойму

5 со стяжным винтом б, посредством которой фиксируют форму изгиба гибкой ленты, обеспечивающую возможность ее контакта с пьезоэлементом 1, центральный электрический контакт 7, служащий для подключения преобразователя к дефектоскопии и втулку 8 из изоляционного материала.

1093965

В части гибкой ленты 3, контактирующей с рабочей поверхностью призмы 2, выполнены продольные сквозные пазы 9. Призма 2 и гибкая лента 3 выполнены из материалов с различной скоростью распространения ультразву ковых колебаний, например из opI анического стекла и стали соответственно.

Для осуществления акустической связи пьезоэлемента 1 с гибкой лентой 3 в последней выполнено сквозное отверстие, соответствующее сечению пьезоэлемента 1 по толщине, а акустическая связь пьезоэлемента l с гибкой лентой 3 может быть осу- 15 ществлена с помощью масла или клея.

Контакт гибкой ленты 3 с призмой 2 может быть осуществлен с помощью клея.

Преобразователь работает следую- gp щим образом.

Преобразователь устанавливают на поверхность контролируемого изделия H на пьезоэлемент Х подают электрическое напряжение от генератора дефектоскопа, который излучает ультразвуковые колебания через призму 2 и гибкую ленту 3 в контролируемое изделие.

При этом боковая поверхность пьезоэлемента 1 возбуждает s гибкой ленте 3 колебания, тип,которых .зависит от толщины h гибкой ленты, частоты о ультразвуковых колебаний и фазовой скорости C распространения . сдвиговых колебаний в материале гиб- З5 кой ленты.

При толщине гибкой ленты 3, выбранной из соотношениями h/Cq)> 1, в ней распространяются продольные и изгибные колебания в пластине. При тол-40 щиие гибкой ленты 3, выбранной из соотношения .со h/C >> 1, в ней распрост1

ВНИИПИ Заказ 3415/35

Тираж 823 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Проектная,4 раняются поверхностные колебания.

Возбужденные в гибкой ленте 3 ультразвуковые колебания, отразившись от ее противоположного торца, поступают на пьезоэлемент 1, электрические сигналы с которого подаются на дефектоскоп, причем амплитуда этих сигналов зависит от качества акустического контакта преобразователя с иэделием: амплитуда максимальна при нарушении контакта, так как s этом случае вместо контактной смазки появляется воздух, и минимальна при высоком качестве акустического контакта. ультразвуковые сигналы из изделия поступают на пьезоэлемент 1, однако время их приема всегда больше, чем время приема сигналов, характеризующих акустический контакт, что обусловлено примерным равенством удвоенных путей распространения ультразвуковых колебаний в призме и гибкой ленте и различием скоростей распространения ультразвуковых колебаний в них.

Выполнение в части гибкой ленты, контактирующей с рабочей поверхностью призмы, продольных сквозных пазов или отверстий позволяет устранить выдавливание контактной жицкости

)из-под рабочей:поверхности преобразователя.

Таким образом, использование известного пьезоэлектрического преобразователя позволяет повысить производительность контроля изделий различной толщины за счет. исключения необходимости изменения положения отражателя, сигнал от которого характеризует акустический контакт, при осуществлении надежного контроля последнего.