Ультразвуковой преобразователь

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом контроле . Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя за счет выполнения боковой поверхности преобразователя вогнутой. Пьезоэлемент ультразвукового преобразователя представляет собой диск, боковая поверхность которого выполнена симметрично вогнутой либо в форме треугольника , либо в форме сегмента. При работе ультразвукового преобразователя , работающего на частоте первого ; радиального резонанса, он излучает упругие волны в направлении, перпендикулярном плоскости его радиальных колебаний . В случае симметрично вогнутой боковой образуйлдей сечения пьезоэлемента при совпадении мод первой и третьей распределение, колебаний становится более равномерным, при этом колеблется вся активная площадь пьезозлемента, вследствие чего чувствительность профилированного резонансного преобразователя становится выше. 3 ил. (Л с to 4 to О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цр 4 Q 01 и 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOlVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3818452/25-.28 (22) 03. 12. 84 (46) 30,06.86. Бюл. 924 (71) Каунасский политехнический институт им.Антанаса Снечкуса (72) С.Й.Саяускас, А.П.Машонис и

В.С,Званорюс (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9509826, кл. g 01 К 29/04, 1976, Ультразвуковые преобразователи /

Под. ред. Е.Кикучи. И.: Инр, 1972, с.323-324. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом контроле. Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя за счет выполнения боковой поверх,.SU„„1241126 А1 ности .преобразователя вогнутой. Пьезоэлемент ультразвукового преобразователя представляет собой диск, боковая поверхность которого выполнена симметрично вогнутой либо в форме треугольника, либо в форме сегмента. При работе ультразвукового преобразователя, работающего на частоте первого радиального резонанса, он излучает упругие волны в направлении, перпенди" кулярном плоскости его радиальных колебаний. В случае симметрично вогнутой боковой образующей сечения пьезоэлемента при совпадении мод первой и третьей распределение колебаний становится более равномерным, при этом колеблется вся активная площадь пьезоэлемента, вследствие чего чувствительность профилированного резонансного преобразователя становится выше.

3 ил. Я с

Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом.

На электроды подается переменное электрическое напряжение, под действием которого в пьезоэлементе возбуждаются упругие волны.

12411

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом контроле.

Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя путем выполнения боковой поверхности преобразователя вогнутой.

На фиг.1 изображены два примера вы: полнения пьезвэлемента ультразвукового преобразователя,.; на фиг,2 †част- 10

1 ная зависимость Импеданса ультразвукового преобразователя; на фиг.3 нормированные, распределения колебаний на активной поверхности пьезоэлемента по его диаметру, 15

Пьезоэлемент ультразвукового. преобразователя представляет собой диск радиусом v и высотой 3, боковая поверхность которого выполнена симметрично вогнутой. Причем профиль бо- 20 ковой поверхности может быть выполнен в форме треугольника с высотой (фиг. 16) или в форме сегмента. с радиусом к (фиг.1а).Этот пьезоэлементимеет резонансный пик первой (основной) ра- 25 диальной моды 1, резонансный пик тол; щинной моды 2 ирезонансные пики второй и третьей радиальных мод 3 и 4.

Распределение колебаний поповерхности пьезоэлемента представлено кривой 5.

26 Ъ

2 он имеет ряд других резонансных частот (мод) 3 и 4, на которых может эффективно колебаться. Это высшие

tt tt связанные модыколебаний,частота которых зависитот отношения радиуса к толщине d пьезоэлемента. Высшие "связанные" моды колебаний особенно проявляются при отношении 2г/ J порядка единиц. Если боковая поверхность выполнена симметрично профилированной, то частоты высших "связанных" мод 3 и 4 становятся меньше, причем при определенном значении параметров профиля. R u h частота моды 3 становится равной частоте основного радиального резонанса 1 и амплитуда суммарного резонансного пика возрастает. Это обьясняется тем, что распределения колебаний по активной поверхности дискового пьезоэлемента для первой (основной), радиальной моды 1 и выс- . шей "связанной" моды 3 являются неравномерными и разными, в частности на частоте первого (основного) радиального резонанса сильнее колеблется центральная часть активной поверхности,а на частоте моды 3 сильнееколеолется периферийная зона активной поверхности. В случае симметрично вогнутой боковой образующей сечения пьезоэлемента при совпадении частот мод

1 и 3, распределение колебаний становится более равномерным (кривая 5), при этом колеблется вся активная площадь пьезоэлемента, вследствие чего чувствительность профилированного резонансного преобразователя становится выше.

При работе ультразвукового преобразователя, работающего на частоте первого (основного) радиального резонанса, он излучает (принимает) ультразвуковые волны в направлении, перпендикулярном плоскости его радиальных колебаний. При этом если пье7 зоэлемент ультразвукового преобразователя является дисковым (цилиндрическим), то кроме основного радиального и толщинного резонансов(мод)1 и

40Формула изобретения

Ультразвуковой преобразователь, содержащий дисковый пьезоэлемент и электроды, расположенные на торцо45 вых поверхностях пьезоэлемента, о тл и ч а ю шийся тем, что, t"„ целью повышения чувствительности преобразователя, боковая поверхность пьезоэлемента выполнена симметрично вог.нутоие

1241126

Ю

{Риг. f

1241126

Составитель Г.Федоров

Редактор А. Лежнина Техред Л.Олейник Корректор Е. Сирохмаь

Заказ 3481/38 Тираж 778 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфицеское предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4