Способ контроля качества прямоугольных пьезокварцевых звукопроводов ультразвуковых линий задержки

 

Изобретение относится к области ультраакустики и измерительной техники и может быть использовано для контроля и исследования звукопроводов ультразвуковых линий задержки. Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля за счет сокращения времени контроля качества, послойного хфиема колебаний и обеспечения трехлучевого распространения колебаний в звукотфоводе. Излучатель и приемник устанавливают на противоположные торцы звукопровода на расстоянии h от их центров до боковых граней, выбранном из условия ь о,5еи, (fgif ) где ia длина звукопровода; „, - ширина звукопровода; oL - угол падения ультразвуковых колебаний на первую отражающую боковую грань звукопровода; |i - угол падения колебаний на вторую отражающую боковую грань звукопровода , осуществляют послойный прием прошедших колебаний с помощью приемника и по разности времени их распространения в слоях, отстоящих на равном расстоянии от плоскости симметрии звукопровода, определяют его качество. 4 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1224717 (5 )4 G 01 Х 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,5 ((< (< — с } М, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (2 1) 3656837/25-28 (22) 27. 10. 83 (46) 15. 04.86. Бюл. N- 14 (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) Л.А.Яковлев, N.Ì.Øåâåëüêî, А.Н.Костюк, А.Н.Перегудов, M.È.Ãîëèêîâ и А.А.Фотченков (53) 620. 179. 16 (088. 8) (56) Соколинский А.Г., Сухаревский Ю.M. Магниевые ультразвуковые линии задержки. М.: "Советское радио", 1966, с. 188-190. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ПЬЕЗОКВАРЦЕВЫХ ЗВУКОПРОВОДОВ

УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ЛИНИЙ ЗАДЕРЖКИ (57) Изобретение относится к области ультраакустики и измерительной техники и может быть использовано для контроля и исследования звукопроводов ультразвуковых линий задержки. Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля за счет сокращения времени контроля качества, послойного приема колебаний и обеспечения трехлучевого распространения колебаний в звукопроводе. Излучатель и приемник устанавливают на противоположные торцы звукопровода на расстоянии h от их центров до боковых граней, выбранном из условия где - длина звукоцровода; (— шири-. на звукопровода; с - — угол падения ультразвуковых колебаний на первую отражающую боковую грань звукопровода, P — - угол падения колебаний на вторую отражающую боковую грань звукопровода, осуществляют послойный прием прошедших колебаний с помощью приемника и Во разности времени их распространения в слоях, отстоящих на равном расстоянии от плоскости симметрии звукопровода, определяют его качество. 4 ил.

1224? 17

Изобретение относится к ультраакустике и измерительной технике и может быть использовано для контроля и использования звукопроводов ультразвуковых линий задержки (УЛЗ). 5

Цель изобретения — повьппение точности и производительности контроля путем сокращения времени контроля качества, послойного приема колебаний и обеспечения трехлучевого рас- 10 пространения колебаний в звукопроводе. на фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — траектории распространения ультразвуко- 15 вого пучка в звукопроводе с максимально возможными поперечными размерами 1, при которых реализуется трехлучевое распространение, положения центров излучающего и приемного 2О преобразователей с расстоянием Ь от боковых отражающих граней АВ, ЬС и углы Ы, р, определяющие пространственные ориентации соответствующих лучей, положение геометрического 25 центра (точка 0) эвукопровода," на фиг. 3 — контролируемый звукопровод в аксонометрической проекции, траектория распространения ультразвукового пучка и расположение слоев зву- 5О копровода относительно плоскости его симметрии, на фиг. 4 — характерные зависимости изменения времени л „о5 распространения ультразвуковых колебаний для слоев, отстоящих на разных 35 расстояних от плоскости симметрии эвукопровода для качественного (кривая 1) и некачественного (кривая 2) звукопровода.

Устройство состоит из высокочас- 41Ц тотноro генератора 1 гармонических колебаний, первый выход которого соединен с электронным частотомером 2, а второй — с первым входом схемы 3 формирования импульсов высокой часто- 45 ты, модулятора 4, первый выход которого соединен с вторым входом схе3 формирования лографа 5, соединенного вторым выходом модулятора 4, излучающего преоб- И раэователя (излучателя) 6, и цепи 7 связи, соединенных с выходом схемы 3 формирования, эвукопровода 8 и секционированного приемного преобразователя (приемника) 9, все вьгходы 55 которого с помощью коммутатора 10 поочередно ггодключаются к входу усилителя 11. Вход усилителя 11 соедидлина звукопровода, ширина звукопровода; угол падения ультразвуковых колебаний на первую отражающую боковую грань звукопровода, угол падения ультразвуковых колебаний на вторую отражающую боковую грань звукопровода. где -а

Данное расположение обеспечивает трехлучевое распространение импульса ультразвуковых колебаний, вырабатываемых пьезоэлектрическим излучателем 6. Распространение ультразвука происходит следующим образом. Излученная излучателем 6 ультразвуковая поперечная волна направлена по нормали к поверхности звукопровода. В силу аниэотропии кварца, из которого выполнен эвукопровод 8, ультразвуковой пучок, отвечающий этой волне, отклоняется от нормали в плоскости симметрии звукопровода на некоторый о угол с (для данного примера d 24 ) и падает на грань > . При отражении возникает пучок с направлением, определяемым углом, который после падения на рань ВС, параллельную ,, р, порождает пучок, имеющий волнонен также с выходом цепи 7 связи. Выход усилителя 11 подключен к входу осциплографа 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает непрерывные гармонические колебания, частота которых измеряется электронным частотомером 2. Из этих колебаний с помощью схемы 3 формирования импульсов и модулятора 4 вырезаются два прямоугольных сдвинутых друг относительно друга кваэигармонических импульса. Длительность „, амплитуда J, время 5 задерж и и период повторения импульсов задаются модулятором 4. Высокочастотные импульсы подаются на излучатель 6, находящийся в акустическом контакте с испытуемым звукопроводом 8, изготовленным методом машинной обработки пьезокварцевого сырья. Причем центры излучателя и приемника находятся на расстоянии Ь от боковой отражающей грани звукопровода, удовлетворяющем соотношению

1 = О e (Е ip ><> (1224717 вую нормаль, перпендикулярную торцу звукопровода 8, эффективно воспринимается приемником 9, размещенным симметрично излучателю 6 относительно геометрического центра (точка О) звукопровода 8. Для обеспечения контроля всей толщины звукопровода применяются преобразователи с кварцевыми пластинами Y --среза с размером, равным толщине звукопровода 8. Второй размер 1О пластин определяет прозвучиваемую часть площади звукопровода 8. Поэтому он должен быть достаточно большим.

Однако величина e ограничена сверху условием реализации трехлучевого варианта распространения (2h.

Зле к тр оды из луч а те ля выполняют сплошными, что позволяет получить ультразвуковые пучки с размерами плас- о тины. Электрод на тыльной стороне пластины приемника 9 выполняют в виде отдельных полос, ориентированных вдоль плоскости симметрии звукопровода, что приводит к разделению прием- д5 ника 9 на ряд идентичных приемных элементов и позвопяет осуществить с одинаковой чувствительностью прием прошедших через звукопровод 8 ультразвуковых колебаний (сигналов).

Это достигается тем, что один из приемных элементов приемника 9 с помощью коммутатора 10 подключается к усилителю 11 высокой частоты. Регулируя время задержки, на электри- 35 ческий сигнал с пьеэоприемника 9, создаваемый первым квазигармоническим импульсом, накладывают второй квазигармонический импульс, прошедший через электрическую цепь 2 свя- 40 зи на вход усилителя 11. Результат наложения контролируется по экрану электронно-лучевой трубки осциллографа 5..Выполнив указанные операции наложения на разных частотах для 45 разных приемных элементов, можно определить относительную разность времени распространения для слоев, отстоящих на одинаковых расстояниях от плоскости симметрии звукопрово-, 50 да и являющуюся характеристикой качества материала звукопровода.

Причем в качестве уровня неоднородности звукопроводов удобно выбрать относительную разницу (времени распространения ультразвуковых колебаний для крайних точек зависимости (фиг. 4).

Послойный прием прошедших ультразвуковых колебаний и обеспечение трехлучевого распространения колебаний в звукопроводе позволяет повысить точность и производительность контроля, так как при этом сокращается время контроля и устраняются ошибки измерений, обусловленные влиянием друг на друга различных по акустическим характеристикам слоев звукопровода.

Формула изобретения

Способ контроля качества прямоугольных пьезокварцевых звукопроводов ультразвуковых линий задержки, заключающийся в том, что прозвучивают звукопровод ультразвуковыми копебаниями с помощЬю излучателя и приемника, установленных на противоположных торцах звукопровода, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьнпения точности и производительности контроля, излучатель и приемник устанавливают симметричйо относительно геометрического центра звукопровода на расстоянии h от их центров до боковых граней, выбранном из условия = О,se. (е е. —.t>p>t>.1, где eg — длина звукопровода;

Р— ширина звукопровода;

o(— угол падения ультразвуковых кол-баний на первую отражающую боковую грань звукопроaorta, угол падения ультразв" ковых колебаний на вторую отражающую боковую грань звукопровода, осуществляю" послойныйприем прошедших ультразвуковых колебаний,и по .разности времен их распространения в слоях, отстоящих на равном расстоянии от плоскости симметрии звукопровода, определяют его качество.

3224717

1224717

Составитель С. Волков

Техред И.Верес Корректор А.Тяско

Редактор Н. Воловик

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5, Заказ 1945/44

Производстненно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4