Пьезоэлектрический преобразователь

 

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий пьезоэлемент, выполненный в виде усеченного конуса, и расположенные на плоских гранях последнего электроды, отличающийся тем, что, с целью повьшения чувствительности в широкой полосе частот, размеры усеченного конуса выбраны из условия , где R - радиус большей грани-, г - радиус меньшей грани-, Ь - высота усеченного конуса. / (О оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„110 0 А

З511 б 01 М 29/04 ф"-1: .. (ъ т .р

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Â -ЛИОТЕ А

Н АВТ0РСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ c 30, Ю 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3540648/25-28 (22) 11. 01. 83 (46) 07.08.84. Бюл. Р 29 (72) В.M.Геллер, А.Г.Копанский и В.Н.Соседов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов Производственного объединения "Волна" (53) 620.179 ° 16(088.8) (56) 1. Иванов В.И., Белов В.М. Акустико-эмиссионный контроль сварки и сварных соединений. M., "Машиностроение", 1981.

2. Патент Великобритании

N 1064152, кл. Н 04 К 17/00, 1962 (прототип). (54) (57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий пьезоэлемент, выполненный в виде усеченного конуса, и расположенные на плоских гранях последнего электроды, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности в широкой полосе частот, размеры усеченного конуса выбраны из условия где R — радиус большей грани; г — радиус меньшей грани, Ь вЂ” высота усеченного конуса. л

1107043 2

Размеры пьезоэлемента выбраны из ь- условия

30 о й-r

35 h

), 30 о к-r

arctic

%ПИШИ Заказ 5749/30 Тираж 823 Подписное

Филиал ШШ "Патей ", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Изобретение относится к неразру шаемому контролю и может. быть испол зовано для приема сигналов акустической эмиссии.

Известен пьезоэлектрический преоб" разователь, содержащий цилиндрический пьезоэлемент с электродами Р13.

Недостатками этого пьезоэлектри-! ческого преобразователя являются ограниченная полоса частот и неравно- 1О мерная частотная характеристика.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пьезоэлектрический преобразователь, содержащий пьезоэлемент, выполненный в 15 виде усеченного конуса, и расположенные на. плоских гранях последнего электроды (21, Недостатком известного пьезоэлектрического преобразователя является 20 низкая чувствительность в широкой полосе частот, обусловленная тем, что угол скоса боковой поверхности 1

ai пьезоэлемента не превышает 20

Целью изобретения является повы- 25 шение чувствительности в широкой полосе частот.

Эта цель достигается тем, что в пьезоэлектрическом преобразователе, содержащем пьезоэлемент, выполненный 30 в виде усеченного конуса, и расположенные на плоских гранях последнего электроды, размеры усеченного конуса выбраны из условия где Р " радиус большей грани; . - радиус меньшей грани;

- высота усеченного конуса. 40

На чертеже изображена принципиальная схема пьезоэлектрического преобразователя.

Пьезоэлектрический преобразователь содержит пьезоэлемент 1, выполненный 45 в виде усеченного конуса и поляризованный по оси, и электроды 2 и 3, расположенные на гранях пьезоэлемен та 1. Пьезоэлектрический преобразователь размещен в металлическом корпу- 50 се 4, электрод 2 электрически соединен с корпусом 4,;а электрод 3 посредством проводника 5 — с разъемом б. где Й - радиус большей грани; — радиус меньшей грани, Ъ вЂ” высота усеченного конуса.

В этом случае появляется возможность использования радиальных колебаний в диапазоне частот, соответст" вующих всем радиусам пьезоэлемента, меняющимся с высотой от большего к меньшему.

Варьируя форму боковой поверхности пьезоэлемента, которая может быть выпуклой, вогнутой, конической, можно менять вид частотной характеристики пьезоэлемента.

Пьезоэлектрический преобразователь работает следующим образом.

При приеме сигнала акустической эмиссии каждая из частотных составляющих этого сигнала в пределах требуемого диапазона вызывает в пьезоэлементе 1 радиальные колебания кругового слоя соответствующего диамет,ра, а для некоторых частот и толщинные колебания. Указанные колебания в свою очередь приводят к возникновению на электродах 2 и 3 и на разъеме 6 переменного электрического напряжения (на соответству1оших частотах) подаваемого на вход усилителя (не показан). Благодаря этому станем возможным спектральный анализ принимаемых сигналов, который позволит делать заключения о характере и степени опасности дефектов, развивающихся в изделиях во время их работы.

Таким образом, пьезоэлектрический преобразователь позволяет обеспечить высокую чувствительность в широкой полосе частот благодаря тому что пьезоэлемент воспринимает сигналы акустической эмиссии большей гранью и не происходит взаимного подавления радиальных колебаний на разных высотах усеченного конуса, так как при больших углах скоса в зоне взаимного влияния расположены слои, близкие по диаметру и, следовательно, по частоте колебаний.