Ультразвуковой преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии /его варианты/
Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества изделий и может быть использовано для контроля качества горячих изделий , например, сварных швов в процессе сварки. Целью изобретения является повьппение надежности в условиях работы при высоких температурах за счет уменьшения эффекта деполяризации пьезозлемента при его радиальном нагружении. Пьезозлемент преобразователя зажат в обойме, выполненной в виде металлических ребер, внутри которой установлена втулка, а снаружи металлические ребра охвачены опорным кольцом. По первому варианту втулка вьтолнена конической и вставлена с натягом в полый цилиндр, образованный ребрами. Причем втулка может быть выполнена из материала с коэффициентом термического расширения большим, чем у материала ребер и опорного кольца. По второму варианту металлические ребра образуют усеченный полый конус так, что опорное кольцо может надеваться на него с натягом. 2 с.п. и 1 з.п. ф-лы 2 ил.. (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
„,SU„„1226289 A сЮ 4 0 01 И 29/04
К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ (21) 3732995/25-28 (22) 03.05.84 (46) 23.04.86. Бюл. 11 15 (71) Ростовский ордена Трудового
Красного Знамени государственный университет им. M.À.Ñóñëîâà (72) В.П.Зацаринный, Е.В.Рожков, Б.Г.Пьянков и В.А.Юркевич (53) 620.)79.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
920513, кл. 0 01 N 29/04, 1982 ° (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ДЛЯ ПРИЕМА СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙ
ЭМИССИИ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества изделий и может быть использовано для контроля качества горячих изделий, например, сварных швов в процессе сварки. Целью изобретения является повышение надежности в условиях работы при высоких температурах за счет уменьшения эффекта деполяризации пьезоэлемента при его радиальном нагружении. Пьезоэлемент преобразователя зажат в обойме, выполненной в виде металлических ребер, внутри которой установлена втулка, а снаружи металлические ребра охвачены опорным кольцом. По первому варианту втулка выполнена конической и вставлена с натягом в полый цилиндр, образованный ребрами. Причем втулка может быть выполнена из материала с коэффициентом термического расширения большим, чем у материала ребер Ж и опорного кольца. По второму варианту металлические ребра образуют усеченный полый конус так, что опор- С ное кольцо может надеваться на него с натягом. 2 с.п. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
1226
Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества изделий и может быть использовано для контроля качества горячих изделий, например, сварных швов в процессе сварки.
Цель изобретения — повышение надежности в условиях работы при высоких температурах за счет уменьшения эффекта деполяризации пьеэоэлемен- 10 та при его радиальном нагружении.
На фиг. 1 изображен ультразвуковой преобразователь, по первому варианту на фиг.2 — то же, по второму варианту. f C
Ультразвуковой преобразователь содержит экранированный кабель 1, корпус 2, протектор 3, к которому приклеен дисковый пьезоэлемент 4, I зажатый в обойме, выполненной в виде 20 отдельных металлических ребер 5, внутри которой с другой стороны установлена втулка 6. Снаружи металлические ребра 5 охвачены опорным кольцом 7. 25
У преобразователя по первому варианту (фиг.1) втулка 6 является конической и в процессе сборки вставляется с натягом, а ребра 5 образуют полый цилиндр. Кроме того, втулка 6 мо- ЗО жет быть выполнена из материала (бронза, латунь) с коэффициентом термического расширения большим, чем у материала ребер 5 и опорнсго кольца 7 (сталь) .
У преобразователя (фиг.2) по другому варианту металлические ребра 5 образуют коническую наружную поверхность, т ° е образуют полый усеченный конус так, что опорное кольцо
7 может надеваться на него с натягом.
Количество металлических ребер 5 выбирается конструктивно, при этом толщина их должна быть в пределах
1/4-1/10 диаметра обжимаемого пьезо.элемента.
289 2 втулке 6 концами, обжимают пьезоэлемент 4.
В случае выполнения элементов преобразователя из материалов с разными коэффициентами термического расширения дополнительное усилие обжатия пьезоэлемента 4 реализуется при его нагревании в стационарном тепловом поле за счет большего расширения втулки 6, чем кольца 7, и цилиндра, образованного ребрами 5.
По второму варианту преобразователя (фиг.2) вокруг пьезоэлемента 4 и втулки 6 набираются ребра 5, так, что наружная поверхность становится конической, затем на нее надевается с натягом опорное кольцо 7, при этом происходит обжатие пьезоэлемента 4.
Преобразователь работает следуюшим образом.
Преобразователь устанавливается на исследуемый объект рабочей поверхностью протектора 3. Акустическая волна, распространяющаяся в объекте, воздействует на поверхность протектора 3 и вызывает в ней упругие смещения. Эти смещения по принципу передачи упругой волны в твердом теле передаются пьезоэлементу 4, вызывая его колебания и появление на обкладках пьезоэлемента 4 (вследствие пьезоэффекта) электрических напряжений, выводящихся через экранированный кабель
Пьезоэлемент выполняется из пьезокерамики ЦТС-19 или ЦТСНВ-1. В процессе работы пьезоэлемент 4 находится постоянно в обжатом состоянии по боковой поверхности, что уменьшает переориентацию доменов в пьезокерамике под действие высоких температур и увеличивает надежность преобразователя при использовании его для контроля горячих. объектов по сигналам акустической эмиссии.
Формула и з о б р е т е н и я
Радиальное механическое обжатие пьезоэлемента 4 достигается в первом варианте следующим образом.
Вокруг пьезоэлемента 4 набираются ребра 5 в виде цилиндра и на них снаружи надевается опорное кольцо 7.
Затем со свободного торца цилиндра, образованного ребрами 5, внутрь вводится с натягом коническая втулка 6.
Ребра 5 цилиндра, как рычаги„ опираясь на кольцо 7 противоположными
1.Ультразвуковой преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии, содержащий корпус и размещенные в нем дисковый пьезоэлемент, закрепленный в обойме, и протектор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в услоьиях работы при высоких температурах, обойма выполнена в виде металлических ребер, образующих полый ци1226
3. Ультразвуковой преобразователь для приема сигналов акустической
Фиг.1 фиа2
Составитель С.Волков
Техред И.Попович Корректор Л.Пилипенко"
Редактор Н.Гунько
Заказ 2122/40 Тираж 778 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 линдр, опорного кольца> охватывающего полый цилиндр, и конической втулки, установленной с натягом внутри полого цилиндра.
2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что коническая втулка выполнена из материала с коэффициентом термического расширения большим, чем у материала полого цилиндра и опорного кольца.
289 4 эмиссии, содержащий корпус и размещенные в нем дисковый пьезоэлемент, закрепленный в обойме, и протектор, отличающийся тем, что,с целью повышения надежности в условиях работы при высоких температурах, обойма выполнена в виде металлических ребер, образующих полый усеченный конус, цилиндрической втулки, установленной внутри полого усеченного конуса, и опорного кольца, внутри которого установлен с натягом полый усеченный конус.
