Пьезоэлектрический преобразователь для ультразвукового контроля

 

Изобретение касается ультразвукового неразрушающего контроля. Целью изобреуения является повышение производительности контроля за счет обеспечения равномерной чувствительности к дефектам. В пьезоэлектрическом преобразователе, содержащем пьезоэлемент 1 и звукопровод в виде призмы 12, на рабочей поверхности призмы 2 выполнен по меньшей мере один клинообразный паз, направленный двугранным углом к пьезозлементу 1. Причем ось симметрии паза перпендикулярна излучающей плоскости пьезоэлемента 1 и не совпадает с его акустической осью-, а ширина основания паза меньше радиуса пьезоэлемента 1. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. а (Л f ю 00 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 G 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3912708/25-28 (22) 15.05.85 (46) 07.02.87. Вюл. №- 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (72) О.P.ÇàáoðîBñêèé, В.Д.Коряченко, В.И.Посметьев и A.À.Òêà÷åíêî (53) 620.179.16(088.8) (56) Шрайбер Д.С. Ультразвуковая дефектоскопия. — N.: Металлургия, 1965, с. 304.

Авторское свидетельство СССР

¹ 667887, кл. G 01 N 29/04, 1979. (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение касается ультразвукового неразрушающего контроля. Целью изобре ения является повышение производительности контроля за счет обеспечения равномерной чувствительности к дефектам. В пьезоэлектрическом преобразователе, содержащем пьезоэлемент 1 и звукопровод в виде призмы 12, на рабочей поверхности призмы

2 выполнен по меньшей мере один клинообразный паз, направленный двугранным углом к пьезоэлементу 1. Причем ось симметрии паза перпендикулярна излучающей плоскости пьезоэлемента

1 и не совпадает с его акустической осью., а ширина основания паза меньше радиуса пьезоэлемента 1. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1288590

Изобретение относится к ультразвуковому неразрушающему контролю и может быть использовано для контро ля качества сварных швов дуговой сварки. 5.

Цель изобретения — повышение производительности контроля за счет обеспечения равномерной чувствительности к дефектам.

На чертеже показан наклонный ультразвуковой преобразователь для ультразвукового контроля сварного шва.

Наклонный пьезоэлектрический преобразователь состоит из пьезоэлемента 1, звукопровода в виде призмы 2, на которой установлен пьезоэлемент 1 и которая содержит ловушку 3, а также соединительных проводов к электронному блоку дефектоскопа (не показаны). 13 призме 2 выполнен клиновидный паз 4, направленный острым двугранным углом в сторону пьезоэлемента 1. Паз 4 своим основанием выходит на рабочую поверхность призмы

4 по всей ее ширине и выполнен в той части рабочей поверхности, которая нахоцится между акустической осью 5 пьезоэлемента 1 и тем краем пьезопластины, который является ближайшим к рабочей поверхности призмы 2. Продольная ось 6 симметрии паза 4 перпендикулярна излучающей поверхности пьезоэлемента 1 и находится на расстоянии 8, равном 0,7 радиуса R пьезоэлемента 1. Ширина d основания па- 35 за 4 на рабочей поверхности призмы

2 выбрана равной 0,25 радиуса R пьезоэлемента 1, а глубина паза 4 равна 0,3 радиуса R пьезоэлемента 1.

Позицией 7 обозначено контролируемое 40 изделие со сварным швом 8.

Устройство работает следующим образом, Ультразвуковые колебания от пьезо- 45 элемента 1, распространяясь по призме 2, образуют за пазом 4 локальную область звуковой тени. При этом происходит уменьшение отраженной от дефекта энергии ультразвуковых колебаний, что "выпрямляет выпуклую часть диаграммы направленности, и за счет отражения от граней паза 4 ультразвуковых колебаний в направлении краев выпрямленной части диаграммы направленности достигается получение ее равномерной (плоской) части.

Ширина d паза 4 должна быть выбрана в пределах (0,2-0,3)R, чтобы изменение диаграммы направленности (выравнивание ее чувствительности в вертикальной плоскости) было в пределах

15-207., что обеспечивает равномерную чувствительность к дефектам по всей ширине сварного шва при дуговой сварке.

Угол наклона граней паза 4 выбирается таким, чтобы отраженные от граней. Ультразвуковые волны попадали в края диаграммы направленности преобразователя. При соответствующем расE положении пьезоэлемента (- — 0 7) и

R паза 4 диаграмма направленности формируется так, что эхо-сигнал от какого-либо дефекта при смешении пьезоэлектрического преобразователя в определенных пределах остается неизменным по амплитуде.

Форма паза в виде клина, проходящего по всей ширине звукопровода, выбирается потому, что она достаточно проста по технологии изготовления и дает при испытании оптимальные результаты.

Продольная ось симметрии паза должна совпадать с направлением излучения, так как в этом случае паз .обла-дает минимальным экранирующим действием для ультразвуковых колебаний, излучаемых пьезопластиной.

Чтобы обеспечить положительный эффект изобретения — повышение производительности контроля сварных швов путем сокращения времени контроля всего сварного шва за один проход преобразователя за счет создания диаграммы направленности с равномерной характеристикой в заданной области и таким образом получения равномерной чувствительности по всей ширине сварного шва — необходимо иметь по меньшей мере один клинообразный паз„ хотя их количество может быть и большим, например равным двум или трем.

Формула изобретения

1. Пьезоэлектрический преобразователь для ультразвукового контроля, содержащий звукопровод и дисковый пьезоэлемент, установленный на звукопроводе, с выполненным на его рабочей поверхности по меньшей мере одним клинообразным пазом, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения производительности контроля за

1288590

d = (0,2 — 0,3)К;

2 0,7R, Составитель С.Волков

Редактор О.Бугир Техред И.Попович Корректор Л.Патай

Заказ 7801/42 Тираж 799 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 счет обеспечения, равномерной чувствительности к дефектам, клинообразный паз своим двугранным углом напранлен к пьезоэлементу так, что ось симметрии паза нормальна излучающей плоскости пьезоэлемента и смещена относительно акустической оси преобразователя, а ширина d основания клинообразного паза выбрана меньше радиуса

R пьезоэлемента.

2.. Преобразователь по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что ширина

d основания паза :н расстояние 1 между продольной осью симметрии клина и акустической осью преобразователя выбраны из соотношений