Преобразователь для ультразвукового контроля

 

Изобретение относится к неразрунлающе.му контролю. Целью изобретения является упрощение конструкции. В процессе контроля ввод и нрием ультразвуковы.х волн преобразователем осуществляются через рабочую гювер.хцость 2 звукоцровода 1, выполненного в виде пластины с размерами, обеспечивающими возбуждение в ней одной из волн Лэмба. Пьезоэлемент 3, принимающий н излучающий ультразвуковые колебания , и поглотитель 4, предназначенный для предотвращения реверберации, размещены на противоположных концах звукопровода 1, которые выполнены из огнутыми в сторону, противоположную рабочей поверхности 2 звукопровода, что позволяет осуществлять контроль высокотемпературных и (изкотемпературных жидкостей. 1 з.н. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5и 4 б 01 Х 29 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4"- /2. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ l4 ОТКРЫТИЙ (2! ) 4090956/25-28 (22) 08.04.86 (46) 30.08.88. Бюл. № 32 (71) Московский энергетический институт (72) В. Д. Глушнев, Б. В. Чашкин и В. A. Мизюкин (53) 620.179.!6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 303584, кл. 6 01 (х! 29/04, 1967. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ДЛЯ УЛЪТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю. Целью изобретен и я является упрощение конструкции. В процессе контроля ввод и прием ультразвуковых волн

„„Я0„„1420517 А 1 преобразователем осуществляются через рабочую поверхность 2 звукопровода 1, выполненного в виде пластины с размерами, обеспечивающими возбуждение в ней одной из волн Лэмба. Пьезоэлемент 3, принимаюгций и излучающий ультразвуковые колебания, и поглотитель 4, предназначенный .иа предотвращения реверберации, размещены на противоположных концах звукопровода 1, которые выполнены изогнутыми в сторону, противс положную рабочей поверхности 2 звукопровода, что позволяет осуществлять контроль высокотемпературпых и низкотемпературных жидкостей. 1 з.fl. ф-.1ы, 2 ил.

1420517

Изобретение относится к области неразрушаюшего контроля и может быть использовано преимущественно для ультразвукового контроля параметров жидких сред в закрытых сосудах, например, для измерения плотности, уровня или расхода жидкости.

Цель изобретения — упрощение конструкции.

На фиг. 1 изображена схема преобразователей для ультразвукового контроля при измерении расхода жидкости в трубопроводе; на фиг. 2 — вариант преобразователя для ультразвукового контроля высокотемпературных или низкотемпературных жидкостей.

Преобразователь для ультразвукового контроля содержит звукоировод 1, выполненный в виде пластины с рабочей поверхностью 2, размещенные на противоположных концах пластины пьезоэлемент 3 и поглотитель 4, причем толщина h и длина l звукопровода выбраны из соотношений

4=(12 —:1,6) и й, С, l, )8h, где h — толщина пьезоэлемента; и — целое число, n=l, 2, 3...;

Ci — скорость поперечной волны в материале звукопроьода;

С„ — скорость ультразьуковой волны ио толщине пьезоэлемента.

У преобразователя для ультразвукового контроля высокотемпературных и низкотемпературных жидкостей концы звукопровода

1, иа которых размещены пьезоэлемент 3 и поглотитель 4, выполнены изогнутыми в сторону, противоположную рабочей поверхности

2 звукоировода !.

На фиг. 1 и 2 показаны также трубопровод 5, контролируемая жидкость 6 и слой 7 контактного материала.

Преобразователь для ультразвукового контроля работает следующим образом.

Пьезоэлемент 3 иод действием подаваемого на него электрического сигнала оп дефектоскопа (не показан) соверш.цт продольные колебания и возбуждает в звукопроводе 1 одну из возможных для llластины волну Лэмба. Г!ри распространении волны Лэмба в звукоироводе ее энергия через слой 7 контактного материала передается в стенку трубопровода 5 и в ней также возбуждается одна из возможных волн

Лэмба. Остаточная энергия волны Лэмба, не перешедшая из звукопровода 1 в стенку трубопровода 5, поглощается иоглотителем 4, что устраняет отражение сигнала обратно к пьезоэлементу и возни киовеиие реверберационных помех. Движение Bo1nbl

Лэмба в стенке трубоире" а 5 приводит к излучению ультразвуковь„волны в контролируемую жидкость 6.

Прием ультразвуковой волны производится аналогичным преобразователем, размещенным на трубопроводе с противоположной стороны со смещением вдоль оси трубопровода относительно первого преобразователя. Ультразвуковая волна после прохождения контролируемой жидкости б падает под углом на стенку трубопровода 5 и возбуждает в ней волну Лэмба, энергия которой через контактный слой 7 передается в звукопровод 1, в котором также возбуждается волна Лэмба. Последняя распространяется вдоль звукопровода 1 и на его конце трансформируется в продольные колебания, которые пьезоэлементом 3 преобразуются в электрический сигнал. По разности времен распространения сигнала от одного преобразователя к другому в пряH o6p3THoM HBHpBBлениях определяют расход протекающей по трубопроводу жидкости.

Выбор толщины h, и длины l, звукопровода 1 в виде пластины из соотношения (1) обеспечивает возбуждение в нем одной из возможных мод волн Лэмба (нормальной волны).

Выполнение концов звукопровода 1, на которых размещены пьезоэлемент 3 и поглотитель 4, изогнутыми в сторону, противоположную рабочей поверхности 2 звукопровода, предотвращает перегрев и переохлаждение пьезоэлемента и поглотителя при ð контроле высокотемпературных и низкотемпературных жидкостей за счет увеличения расстояния между пьезоэлементом и поглотителем и контролируемой жидкостью.

Таким образом, преобразователь для ультразвукового контроля обладает более простой конструкцией за счет выполнения звукопровода в виде пластины.

Формула изобретения

1. Преобразователь для ультразвуко40 вого контроля, содержащий звукопровод и размещенные на нем пьезоэлемент и поглотитель, отличаюи1ийся тем, что, с целью упрощения конструкции, звукопровод выполнен в виде пластины, пьезоэлемент и поглотитель размещены на ее противоположных

45 концах, а толщина й, и длина 1, звукопровода выбраны из соотношений: и =(1,2 —;1,6) "

Cï

50 ъ "з где h„— -толщина пьезоэлемента; и — целое число, n=1,2,3...;

С, — скорость поперечной волны в материале звукопровода;

С. — скорость ультразвуковой волны по

55 толщине пьезоэлемента.

2. Преобразователь по п. 1, отличаюи!ийея тем, что, с целью расширения диапазона рабочих температур, концы волново14205!7

Составитель М. Андреева

Редактор Л. Пчолинская Техред И. Вере« Корректор H. Король

Заказ 4325/50 Тираж 847 Подписно«

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгород. ул, Проектная, 4 да, на которых размещены пьезоэлемент и поглотитель, выполнены изогнутыми в сторону, противоположную рабочей поверхности звукопровода.