Ультразвуковой преобразователь

Авторы патента:

G01N29 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

Изобретение относится к области ультразвуковой (УЗ) техники и может быть использовано при акустических измерениях. Целью изобретения является увеличение пространственной селективности и уменьшение длительности переходного продесса преобразования за счет излучения торцовой поверхностью преобразователя плоской УЗ волны и оптимизации затухания паразитных УЗ колебаний. Электрод 2 нанесен на боковую поверхность спиральной канавки треугольного сечения на торце пьезоэлектрического стержня 1. Электрод 3 нанесен на гладкую торцовую поверхность стержня 1. УЗ волна, распространяющаяся от торцовой поверхности внутрь стержня 1, затухает в пьезокерамике и демпфере 4. Демпфирование боковых с поверхностей спиральной канавки уменьшает амплитуду УЗ волны, изу (Л чаемой этой поверхностью и гасит ее. 3 пл. o vj САЭ оо ос

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

6Ю4 С 01 N 29 00

I к !

° - t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPblTVM (21) 3965839/25-28 (22) 08.04.85 (46) 30.11.86. Бюл. У 44 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) А.В. Тамулис, А.А. Владишаускас и В.И. Дикавичюс (53) 620. 179. 16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 539265, кл. 6 01 N 29/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Р 595880 кл. G 01 N 29/00, 1976. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области ультразвуковой (УЗ) техники и может быть использовано при акустических измерениях. Целью изобретения является увеличение пространственной

„.Я0„„1273788 А1 селек тивности и умен ьшение длительности переходного процесса преобразования за счет излучения торцовой поверхностью преобразователя плоской УЗ волны и оптимизации затухания паразитных УЗ колебаний. Электрод 2 нанесен на боковую поверхность спиральной канавки треугольного сечения на торце пьезоэлектрического стержня 1. Электрод 3 нанесен на гладкую торцовую поверхность стержня 1. УЗ волна, распространяющаяся от торцовой поверхности внутрь стерж. ня 1, затухает в пьезокерамике и демпфере 4. Демпфирование боковых поверхностей спиральной канавки уменьшает амплитуду УЗ волны, изучаемой этой поверхностью и гасит ее. 3 пл.

1273788 и з $Z

10 Z„, Изобретение относится к ультразвуковой (УЗ) технике и может быть использовано при акустических измерениях, например, в медицинской диагностике, дефектоскопии, толщино- S метрии.

Целью изобретения является увеличение пространственной селективности и уменьшение длительности переходного процесса преобразования за счет излучения торцовой поверхностью преобразователя плоской УЗволны и оптимизации затухания пара-. зитных колебаний.

На фиг. 1 представлен УЗ-преобразователь, сечение по оси; на фиг. 2 вЂ” сечение А-А фиг. на 1; на фиг. 3 вЂ” узел 1 на фиг. 1.

УЗ-преобразователь содержит поляризованный по длине пьезоэлектрический стержень 1 со спиральной канавкой треугольного сечения на торце и электроды 2 и 3. Электрод 2 нанесен на боковую поверхность стержня

1, а электрод 3 вЂ” на гладкую торцовую поверхность стержня 1, противоположную торцу с канавкой. УЗ-преобразователь также содержит демпфер 4, например, из эпоксидной смолы с наполнителем, позволяющим приблизить 30 волновое сопротивление демпфера 4 к волновому сопротивлению пьезокерамики стержня 1. Демпфер 4 акустически связан с поверхностью канавки стержня 1. 35

УЗ-преобразователь работает следующим образом.

При подаче импульса электрического напряжения на электроды 2 и 3

40 ,между ними возникает электрическое поле, силовые линии которого пока,заны на фиг. 3. При этом источниками УЗ-волн являются покрытые. электродами 2 и 3 торцовые и боковые по45 верхности канавки стержня 1. УЗ-волны, изучаемые торцовой поверхностью стержня 1, имеют максимальные зна-. чения амплитуды колебания вследствие совпадения направления поляризации

P с силовыми линиями электрического поля Е. УЗ-волна, распространяющаяся от торцовой поверхности внутрь стержня 1, частично затухает в пьезокерамике, а частично в демпфере

4. Амплитуда колебательного давления

УЗ-волны, излучаемой боковой поверхностью канавки стержня 1 в пьезокерамику, равна а волны, излучаемой в демпфер

A=h,DZ(Z+Z), где h вЂ” пьезоэлектрическая постоянз ная; электрическое смещение, волновое сопротивление пьезокерамики стержня 1 и материала демпфера 4 соответственно.

Демпфирование боковых поверхностей спиральной канавки стержня 1 уменьшает амплитуду УЗ-волны, распространяющейся в пьезокерамику, а также обеспечивает прохождение

УЗ-волн из пьезокерамики в демпфер, предотвращая накопление УЗ-энергии в пьезокерамическом стержне 1. В результате работы из преобразователя в исследуемую среду излучается плоская УЗ-волна.

Электрическое согласование УЗ-преобразователя с генератором осуществляется не только шагом электродов в спиральной канавке, но и величиной и расположением электродов. Сплошное покрытие торцовой .поверхности электродом позволяет использовать УЗпреобразователь в агрессивных средах.

-В предлагаемом УЗ-преобразователе создаются условия оптимального использования демпфера как для поглощения волны, излучаемой вовнутрь пьезопреобразователя торцовой поверхностью, так и для электрического согласования входного импеданса пьезопреобразователя с генератором. Применение УЗ-преобразователя в дефектоскопии и медицинской диагностике позволяет увеличить разрешающую способность и точность применяемых приборов. Непараллельное расположение электродов на боковой поверхности спиральной канавки треугольного сечения предртвращает возникновение резонансных колебаний в поперечном направлении.

Формула изобретения

Ультразвуковой преобразователь, содержащий поляризованный по длине пьезоэлектрический стержень со спиральной канавкой на торце, электроды, нанесенные на торцовую поверх1273788 ность стержня и боковую поверхность канавки, и демпфер, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, с целью увеличения пространственной селективности и уменьшения длительности переходного процесса преобразования, канавка выполнена треугольного сечения на торце, противоположном электроду, а демпфер акустически связан с поверх5 Ностью KRHBBKH °

1273788

Составитель В.Гондаревский

Редактор Л.Веселовская Техред A.Кравчук Корректор Л.Патай

Заказ 6469/40

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ультразвуковой способ контроля наличия кристаллогидратов в газе трубопровода // 1273741

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано при контроле наличия кристаллогидратов в газе в трубопроводах

Материал для демпфера ультразвукового преобразователя // 1272226

Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии материалов и изделий, например неметаллов и композиционных материалов .на их основе

Ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер // 1272225

Изобретение относится к устройствам контроля ультразвуковым эхои шyльcным методом толщины различных сред

Поглотитель для ультразвукового преобразователя // 1272224

Изобретение относится к области неразрушакяцих средств и методов контроля

Ультразвуковой дефектоскоп // 1272223

Изобретение относится к ультразвуковым неразрушающим испытаниям и может быть использовано для обнаружения и регистрации дефектов при автоматизированном контроле качества материалов и изделий в машиностроении,, знергетике и других отраслях промышленности , например при контроле элементов конструкций атомных электростанций и т.д

Установка для ультразвукового контроля сварных швов изделий сложной формы // 1272222

Изобретение относится к технике ультразвукового неразрушающего контроля качества материалов и сварных швов изделий сложной формы и может быть использовано в различных отраслях промьгашенности для механизации контроля качества сварных швов, например , эллиптических днищ

Ультразвуковой наклонный преобразователь (его варианты) // 1272221

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

Ультразвуковой излучатель для капиллярной дефектоскопии // 1272220

Способ определения координат дефектов в одномерных объектах // 1272219

Изобретение относится к области неразрушающего контроля акустикоэмиссионным методом и может быть использовано для определения координат дефектов в одномерных объектах контроля , например, в сварных швах трубопроводов

Устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в жидкости // 2101698

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения концентрации взвешенных веществ в жидких средах в сельскохозяйственном производстве, нефтеперерабатывающей и горнорудной отраслях промышленности

Способ комплексного контроля качества сварных соединений // 2102740

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля качества сварных соединений

Способ измерения плотности критического тока образцов втсп- керамики // 2102771

Изобретение относится к способам измерения физических свойств ВТСП-материалов

Резонансная установка для определения кинетики структурообразования вяжущих материалов типа цемента // 2104517

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для исследования процессов твердения вяжущих материалов, например цементов

Способ определения коэффициента структурных напряжений // 2104518

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано при определении коэффициента структурных напряжений вяжущей композиции для оценки, например, эффективности механического уплотнения

Способ и устройство контроля работоспособности ультразвукового дефектоскопа // 2104519

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для оперативного контроля работоспособности ультразвуковых (у.з.) дефектоскопов в процессе их настройки и поиска с помощью них дефектов в разнообразных материалах и изделиях промышленности, например,в сварных соединениях, в железнодорожных рельсах

Импульсный импедансный дефектоскоп // 2104520

Изобретение относится к акустической дефектоскопии, в частности, к устройствам выявления дефектов импедансным методом

Пьезоэлектрический ультразвуковой преобразователь // 2104618

Устройство для измерения содержания механических примесей в жидких средах // 2105300

Многоканальное акустико-эмиссионное устройство для контроля изделий // 2105301