Ультразвуковой преобразователь

 

Изобретение может быть использовано для изучения упругих и прочностных свойств горных пород с помощью спектрометрии, а также в ультразвуковой дефектоскопии. Целью изобретения является повышение надежности акустического контакта и долговечности протектора за счет устранения касательных усилий. При воздействии усилия на преобразователь возникает .перекос между плоскостью протектора 6 и поверхностью исследуемого объекта . Упругий элемент 8 на торце направляющего цилиндра 9, соединенный с кольцеобразным выступом 2 на корпусе 1, деформируется до тех пор,, пока напряжение внутри этого элемента не обеспечит надежный акустический контакт и требуемое фиксированное давление прижима. В корпусе размещены пьезоэлемент 4 сдвиговых колебаний с демпфером 3, отдел енные от него изолятором 5. Расстояние от кольцеобразного выступа до протектора определяется формулой, где дано соотношением диаметров направляющего цилиндра и корпуса и толщины упругого элемента. 2 ил. i (Л С ф со fff иг. /

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ц11 4 Н 04 R 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМЪб СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/i;

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по дЕЯАм изОБРетений и ОткРьГГий (21) 3303636/24-10 (22) 11.06.81 .(46) 07.05.86. Бюл. Р 17 (71) Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья (72) В.М,Потапов, Л.М.Дорогиницкая и В.И.Загороднюк (53) 534.232(088.8) (56) Потапов В.М., Мойсейчик Е.К.

Пьеэокерамический преобразователь для измерения скоростей. — Известия

ВУЗов. Строительство и архитектура, 1979, с. 122-127. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение может быть использовано для изучения упругих и прочностных свойств горных пород с помощью спектрометрии, а также в ультразвуковой дефектоскопии. Целью изобретения является повышение надежнос„„SU„,, 1229979 А1 ти акустического контакта и долговечности протектора за счет устранения касательных усилий. При воздействии усилия на преобразователь возникает перекос между плоскостью протектора

6 и поверхностью исследуемого объекта. Упругий элемент 8 на торце направляющего цилиндра 9, соединенный с кольцеобразным выступом 2 на корпусе 1, деформируется до тех пор,. пока напряжение внутри этого элемента не обеспечит надежный акустический контакт и требуемое фиксированное давление прижима. В корпусе размещены пьезоэлемент 4 сдвиговых колебаний с демпфером 3, отделенные от него изолятором 5. Расстояние от кольцеобразного выступа до протектора определяется формулой, где дано соотношением диаметров направляющего цилиндра и корпуса и толщины упругого элемента. 2 ил.

12299

30

d + d

= - — - t8 arcsin —" — -"+ t

2 пе

Изобретение относится к устройствам, используемым для изучения упругих и прочностных свойств горных пород с помощью спектрометрии, и может быть рекомендовано для исполь- 5 зования в области неразрушающих мето1 дов контроля качества изделий, в частности в ультразвуковой дефекто— скопии.

Цель изобретения — повышение надежности акустического контакта и долговечности протектора за счет устранения касательных усилий.

На фиг.1 изображен предлагаемый ультразвуковой преобразователь; на I5 фиг.2 — то же, в рабочем положении.

Ультразвуковой преобразователь содержит корпус 1 с кальцеобразным выступом 2. В корпусе 1 размещены демпфер 3, пьезоэлемент 4 сдвиговых колебаний, отделенные от корпуса 1 изолятором 5. С внешней стороны на торец корпуса 1 и поверхность пьезоэлемента 4 нанесен протектор 6, кото- 5 рый выполнен из пластичного материала, например из олова. Зажимная гайка 7 обеспечивает начальный прижим кольцеобразного выступа 2 через упругий элемент 8 — резиновое кольцо к торцу направляющего цилиндра 9, имеющего продольный паз для поступательного движения радиочастотного разъема 10. Расстояние между выступом 2 и протектором 6 определяется из формулы

79 а динением. При этом в реальных условиях существует угол перекосас между плоскостью протектора 6 и поверхностью исследуемого объекта 11.

В момент касания возникает момент . сил, который разворачивает ось корпуса 1 до полного касания протектором 6 поверхности объекта 11. B peзультате разворота корпуса 1 относительно оси направляющего цилиндра 9 на угол с вследствие боковой деформации упругого элемента 8 возникает боковая сила упругости, которая минимальна за счет близкого расположения выступа 2 к плоскости протектора 6. Боковая сила упругости вызывает проскальзывание протектора 6 вдоль поверхности исследуемого объекта 11, если эта сила больше силы трения скольжения. Так как протектор 6 выполнен из пластнчного материала, а реальная исследуемая поверхность объекта 11 имеет шероховатость, в большинстве случаев проскальзывание отсутствует, поскольку боковая сила упругости меньше трения скольжения.

Под действием силы F упругий элемент 8 деформируется до тех пор, пока напряжение внутри упругого элемента обеспечит надежный акустический контакт и требуемое фиксированное давление прижима.

Предлагаемый преобразователь позволяет уменьшить боковую силу, действующую на контактный слой. Это повышает надежность акустического контакта и долговечность протектора. где d — максимальный наружный диаР метр направляющего цилиндра со стороны протектора;

d„ — диаметр корпуса; — длина корпуса с протектором; толщина упругого элемента (с учетом зажимной гайки);

d — внутренний диаметр направляк ющего цилиндра.

Упругий элемент 8 обеспечивает плавность прижима к исследуемому объекту I1 и возможность отклонения оси корпуса 1 от оси направляющего цилиндра 9.

Преобразователь работает следующим образом.

Усилие F подается через шток 12 на направляющий цилиндр 9, которые соединены между собой резьбовым соеУльтразвуковой преобразователь, содержащий направляющий цилиндр, упругий элемент и корпус, внутри которого размещен пьезоэлемент сдвиговых волн с присоединенным к его тыльной стороне демпфером и прикрепленным к его излучающей поверхности протектором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности акустического контакта и долговечности протектора за счет устранения касательных усилий, на корпусе выполнен кольцеобразный выступ, который соединен с упругим элементом, закрепленным на торце направляющего цилиндра, причем расстояние от кольцеобразного выступа до протектора удовлетворяет соотношению

55

Формула изобретения

1229979

d„ — диаметр корпуса;

d„ — внутренний диаметр направляющего цилиндра;

d +d . d — d

Х = — — - t агсзхn - --- +t

2 Х вЂ” I

1 где t толщина упругого элемента;

d„ — максимальный наружный диаметр направляющего цилиндра со. стороны протектора; — длина корпуса с протектором.

Составитель Л.Кудрявцев

Редактор Н.Тупица Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо

Заказ 2668 . Тираж 624 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4