Ультразвуковой наклонный преобразователь (его варианты)

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано при ультразвуковой дефектоскопии. Целью изобретения является повышение чувствительности при контроле как объемными, так и поверхностными волнами за счет компенсирования потерь ультразвуковой энергии в призме и на границе раздела . Ультразвуковой наклонный преобразователь содержит призму и пьезопластину постоянной толщины. Пьезопластина установлена на наклонной грани призмы и выполнена расширяющейся в направлении к передней грани призмы. При контроле объемными волнами поперечный размер h пьезопластины выбирают в зависимости от расстояния 1ДО ее заднего края по формуле -h hoexpdTrlcgfO, где h - поперечный размер заднего края пьезопластины; (Г- коэффициент затухания колеV ) баний в материале призмы; с( - угол между -наклонной и рабочей гранями призмы, а при контроле поверхностными волнами - по формуле h hcexp

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11)

3(5)) С 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3912499/25 — 28 (22) 30.04.85 (46) 23.11.86. Бюл. Nl 43 (71) Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф.Э.Дзержинского (72) В.С.Гребенник и А.В.Олохтонов (53) 620.179.16(088.8) (56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий./Под ред.

H.Â.Êëþåâà. M.: Машиностроение, 1976, т ° II, с.179. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ НАКЛОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано при ультразвуковой дефектоскопии. Целью изобретения яв. ляется повышение чувствительности при контроле как объемными, поверхностными волнами за счет компенсирования потерь ультразвуковой энергии в призме и на границе раздела. Ультразвуковой наклонный преобразователь содержит призму и пьезопластину постоянной толщины. Пьезопластина установлена на наклонной грани призмы и выполнена расширяющейся в направлении к передней грани призмы. При контроле объемными волнами поперечный размер h пьезопластины выбирают в зависимости от расстояния 1 до ее заднего края по формуле

)1 = Ь ехр(ц.lizgig), где Ь вЂ” попереч ный размер заднего края пьезопласти- Е ны; l — коэффициент затухания колебаний в материале призмы; К вЂ” угол между наклонной и рабочей гранями призмы, а при контроле поверхностными волнами — по формуле h

=h, ехр(1tgk) 1. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1272221

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии.

Цель изобретения — повышение чувствительности при контроле как объемными, так и поверхностными волнами за счет компенсирования потерь УЗ энергии в призме и на границе раздела материал призмы — материал контролируемого изделия.

На фиг.1 представлен УЗ наклонный преобразователь; на фиг.2 — наклонная грань призмы УЗ наклонного преобра— зователя с установленной на ней пьезопластиной.

Ультразвуковой наклонный преобра— зователь содержит призму 1 и пьезопластину 2постоянной толщины. Призма включает наклонную 3, переднюю 4 и рабочую 5 грани. Пьезопластина 2 имеет задний край 6, и установлена на наклонной грани 3 призмы 1 и выполнена расширяющейся в направлении к. передней грани 4 призмы 1. При контроле объемными волнами поперечный размер h пьезопластины 2 выбирают в зависимости от расстояния 1 до ее заднего края 6 по формуле

h = h exp(11 tg4), где h — поперечный размер заднего а края 6 пьеэопластины 2; коэффициент затухания УЗ колебаний в материале призмы 1; — угол между наклонной 3 и рабочей 5 гранями призмы 1.

При контроле поверхностными волнами пьезспластина 2 установлена на наклонной грани 3 призмы 1 таким образом, что проекция края пьезопластины 2 совпадает с линией пересечения передней 4 и рабочей 5 граней призмы

i, а поперечный размер h пьезопластины 2 выбирают в зависимости от расстояния 1 до ее заднего края 6 по формуле

h = h exp(8 ° 1 rgb)D1.

УЗ наклонный преобразователь работает следующим образом.

Преобразователь устанавливают на контролируемое иэделие 7 рабочей гранью 5. На пьезопластину 2 подают электрический импульс. Пьезопластина

2 преобразует электрический импульс в продольные УЗ колебания, которые через наклонную грань 3 поступают на призму 1. При контроле объемными вол2 нами продольные УЗ колебания падают на рабочую грань 5 призмы 1 (причем в этой плоскости плотность потока акустической энергии распределена равномерно по площади благодаря компенсации затухания УЗ колебаний в материале призмы 1 расширением пьезопластины 2), преломляются на границе материал призмы 1 — материал контролируемого изделия 7 и распространяются в контролируемом изделии 7 в виде продольных, или поперечных УЗ колебаний. При контроле поверхностными волнами продольные УЗ колебания падают на рабочую грань 5 призмы 1 под притическим углом и трансформируются в поверхностные УЗ колебания, распространяющиеся в направлении передней грани 4 призмы. Поверхностная волна, распространяясь вдоль границы материал призмы 1 — материал контролируемого изделия 7, образует объемные вытекающие волны, уносящие энергию от поверхности в объем призмы 1. При этом колебания, излучаемые задним краем 6 пьезопластины 2, претерпевают максимальные потери. Концентрация потока излучаемых УЗ колебаний у передней грани 4 призмы 1 обеспечивается вводом в формулу, по которой выбирают поперечный размер h пьезопластины 2, множителя Dl..

Пьезопластина может быть выполнена такой формы, которая обеспечивает фокусировку УЗ пучка. Фокусное

35 расстояние для участка пьеэопластины таково, что обеспечивает схождение лучей на длинной части пути пучка в призме. УЗ пучок при этом фокусируется на площадке постоянной ширины на

40 рабочей грани призмы, а увеличение площади пьезопластины компенсирует затухание в призме.

Формула из обретения

1. Ультразвуковой наклонный преобразователь, содержащий призму и установленную на ее наклонной грани пьезоппастину постоянной толщины, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности при контроле объемными волнами, пьезопластина выполнена расширяющейся в направлении к передней грани призмы, причем поперечный размер Ь пьеэопластины выбирают в зависимости от расстояния 1 до ее заднего края по формуле

1272221

Фиг.2

Фиг. 1

Составитель В. Гондаревский

Редактор А. Козориэ Техред Л. Сердюкова Корректор Г. Решетник

Заказ 6332/42

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 з

= h exp(h 1, tgc), где h — поперечный размер заднего

О края пьеэопластины; коэффициент затухания ультразвуковых колебаний в материале призмы; — угол между наклонной и рабочей гранями призмы.

2. Ультразвуковой наклонный преобразователь, содержащий призму и установленную на ее наклонной грани

4 пьезопластину постоянной толщины, отличающийсятем,что,с целью повышения чувствительности при контроле поверхностными волнами, пьезопластина выполнена расширяющейся в направлении к передней грани призмы, причем поперечный размер h пьезопластины выбирают в зависимости от расстояния 1 до ее заднего края по формуле

h = h ехр(Г 1 egg) fl.