Способ контроля качества соединительных слоев между пьезоэлементами в составных пьезопреобразователях

 

Способ контроля качества соединения пьезоэлементов .в составных пьезопреобразователях относится к неразрушающему контролю, в частности к методам контроля составных пьезопреобразователей. Цель изобретения - повышение информативности контроля качества соединительных слоев (клеевых или паяных) пьезоэлементов в составных пьезопреобразователях. Предлагается определять влияние дефектов на передачу акустической энергии через соединительный слой, минуя стадию их обнаружения. Для этого пьезоэлемент, вхов состав пьезопреобразователя, последовательно включают как излучающий , а следующий за ним - как приемный. По снимаемым с приемного пьезоэлемента амплитудно-частотным характеристикам судят об акустической прозрачности соединительного слоя. 3 ил. «5 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 N 29 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3571264/25-28 (22) 04.04.83 (46) 07.05.86. Бюп, Ф 17 (72) И.В. Павлов, Н.В. Иванов и А.И. Потапов (53) 620 ° 179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 406154, кл. G 01 N 29/04, 1973 °

Исаенко Ф.И. Методы контроля пьезокерамических блоков электроакустических устройств. — Восьмая

Всесоюзная научно-техническая конференция по неразрушающим физическим методам и средствам контроля:

Доклады, — Кишинев, ВНИИНК, 1977, ч ° 1, с. 84 ° (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ СЛОЕВ МЕЖДУ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТАМИ В СОСТАВНЫХ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ (57) Способ контроля качества соединения пьезоэлементов .в составных.ЯК, 1229677 А1 пьезопреобразователях относится к неразрушающему контролю, в частности к методам контроля составных пьезопреобразователей. Цель изобретения — повышение информативности контроля качества соединительных слоев (клеевых или паяных) пьезоэлементов в составных пьезопреобразователях. Предлагается определять влияние дефектов на передачу акустической энергии через соединительный слой, минуя стадию их обнаружения.

Для этого каждый пьезоэлемент, входящий в состав пьезопреобразователя„ последовательно включают как излучающий, а следующий за ним — как приемный. По снимаемым с приемного пьезоэлемента амплитудно-частотным характеристикам судят об акустической прозрачности соединительного слоя. 3 ил.

1229677

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано для определения качества соединения пьезоэлементов в составных пьезопреобразователях.

Целью изобретения является повышение информативности контроля за счет определения акустической проз-, рачности соединительных слоев, На фиг. 1 представлены амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) качественного соединительного слоя и соединительного слоя с непроклеем составноro пьезопреобразователя, на фиг, 2 - АЧХ трех бездефектных слоев составного преобразователя; на фиг. 3 -АЧХ соединительных слоев составного преобразователя, один из которых имеет дефект.

Сущность способа контроля качества. соединительных слоев между пьезоэлементами в составных пьезопреобразователях заключается в следующем.

Пьезопреобразователь, состоящий из п элементов, соединенных между собой слоем клея или припоя и снабженных по концам накладками, представляет собой сложную колебательную систему. При этом передача энергии от излучателя к приемнику зависит от качества соединительного слоя, через который она передается °

Качество соединительного слоя зависит от предварительной подготовки соединяемых поверхностей, толщины и разнотолщинности соединительного слоя, размера частиц наполнителя, способа нанесения и отверждения клея в случае применения клее. вого соединения, применяемых флюсов, сплава и режимов ультразвуковой пайки в случае применения паянога соединения.

Основным критерием качества соединительных слоев в данном случае является способность соединительного слоя передавать акустическую энергию от пьезоэлемента к пьезоэлементу на рабочей частоте с наименьшими потерями. Это свойство coe"" динительного слоя, в данном случае, определяется наличием в нем макрои микродефектов, его прочностными и деформативными характеристиками.

Поэтому, определяя акустическую прозрачность каждого слоя, можно судить

5 !

О

t5

50 о его качестве, минуя процесс обнаружения дефектов. Повышается информативность контроля также благодаря контролю каждого соединительного слоя в отдельности.

Способ осуществляется следующим образом.

Б составном пьезопреобразователе, состоящем из п пьезоэлементов, соединенных между собой слоями клея или припоя, последовательно каждый и-й пьезоэлемент (при изменении и от 1 до уменьшенного на единицу общего числа пьезоэлементов в пьезопреобразователе) подключается, например, к генератору качающейся частоты и исйользуется как излучатель акустической энергии, а (п+!)-й пьезоэлемент подключается к измерительной схеме и используется как приемник, Генератор качающейся частоты при постоянной амплитуде плавно изменяет частоту сигнала, подаваемого на излучающий пьезоэлемент в пределах 0,7-1,3 рабочей резонансной частоты пьезопреобразователя °

Сигнал, снимаемый с приемного пьезоэлемента, регистрируется например, двухкоординатным самописцем. Параметры получаемой для каждого слоя

АЧХ (перепад напряжений на резонайсе и антирезонансе, резонансная частота и резонансный промежуток) являются браковочными критериями, так как находятся в прямой зависимости от способности соединительного слоя передавать акустическую энергию, т.е ° от акустической прозрачности слоя. При наличии в одном из соединительных слоев непроклея его АЧХ резко отличается от аналогичной характреистики качественного соединительного слоя (фиг, 1) . Если акустическая прозрачность соединительньг< слоев незначительно отличается, то их АЧХ весьма похожи (фиг. 2), Наличие дефекта в одном из соединительных слоев составного пьезопреобразователя характеризуется меньшим, чем у остальных соединительных слоев, перепадом напряжений и повышенной резонансной частотой (фиг. 3).

Определение акустической прозрачности соединительных слоев по отдельности по их АЧХ позволяет повысить информативность контроля, так как это позволяет оценить качество каждоСпособ контроля качества соединительных слоев между пьезоэлементами в составных преобразователях, заключающийся в том, что возбуждают ультразвуковые колебания в соединительных слоях составного преобразова-1б теля и принимают прошедшие ультразвуковые колебания, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения информативности контроля за счет определения акустической прозрачнос- 1

Составитель С. Волков

Редактор И, Николайчук Техред Л.Олейник Корректор М. Самборская

Заказ 2446/45 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. Проеткная, 4

3 1229677 4

ro из соединительных слоев состав- ти соединительных слоев, возбужденого пьезопреобразователя. ние и прием ультразвуковых колебаний осуществляют поочередно в каждом

Формула и з о б р е т ения соединительном слое с помощью пьезоэлементов, непосредственно приЯегающих к этому слою, возбуждение пьезоэлементов осуществляют электрическим сигналом постоянной амплитуды с частотой, изменяющейся в дианазоне 0,7-1,3 резонансной частоты преобразователя, и по полученным амплитудно-частотным характеристикам определяют акустическую прозрачность соединительных слоев °