Ультразвуковой низкочастотный пьезопреобразователь

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для ультразвуковой толщинометрии и дефектоскопии изделий из различных материалов, преимущественно строительных. Цель изобретения повышение чувствительности и разрешающей способности контроля путем улучшения эффективности демпфирования. В преобразователь , содержащий корпус с размещенными в нем протектором, пьезоэлементом и демпфером , введен стержень, закрепленньй на нерабочей поверхности пьезоэлемента, акустическое сопротивление которого равно акустическому сопротивлению материала пьезоэлемента. Стержень преобразует продольные колебания пьезоэлемента . в симметрические колебания растяжения -сжатия поверхности стержня, контактирующей с демпфером, вьшолнениз жидкого материала. Благодаря этому достигается повышение чувствительности и разрешающей способности.. 1 ил. с s (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 ц 4 С 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4137502/25-28 (22) 21. 10.86 (46) 23.09.88. Бюл. N- 35 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) В.П.Козлов, В.Г.Шевалдыкин и Н.Н.Яковлев (53) 620. 179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 624390, кл. G 01 N 29/64, 1978.

1 (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ НИЗКОЧАСТОТНЬЙ

ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для ультразвуковой толщинометрии и дефектоскопии изделий из различных материалов, преимущественно строительных. Цель изобретения„„SU„„1425534 A1 повышение чувствительности и paspemaкищей способности контроля путем улучшения эффективности демпфирования.

В преобразователь, содержащий корпус с размещенными в нем протектором, пьезоэлементом и демпфером, введен стержень, закрепленный на нерабочей поверхности пьезоэлемента, акустическое сопротивление которого равно акустическому сопротивлению материала пьезоэлемента. Стержень преобразует продольные колебания пьезоэле-. мента в симметрические колебания растяжения -сжатия поверхности стержня, контактирующей с демпфером, выполненнйм из жидкого материала. Благодаря этому достигается повышение чувствительности и разрешакпцей способности.

1 1ч 25534 2 ультразвуковой низкочастотный пьезопреобразователь, содержащий кОрпус, размещенные в нем протектор, пьезоэлемент и демпфер, заполняющий свободный объем корпуса, о т л ич а ю шийся тем„что, с целью повышения чувствительности и разрешающей способности, он снабжен закрепленньм на рабочей поверхности пьеэо" элемента стержнем из материала, акустическое сопротивление которого равно акустическому сопротивлению материапа пьезоэлемента, поперечное сечение стержня соответствует поперечному сечению пьезоэлемента, а демпфер выполнен жидкостным.

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть

HcIIoJI53oBBHo для ультразвуковой щинометрии и дефектоскопии изделий из различных материалов, преимущест" венно строительных.

Цель изобретения -. повьшюние чувствительности и разрешающей Способности контроля путем улучшения эффективнос- 1п ти демпфирования.

На чертеже показан ультразвуковой ! низкочастотный пьезопреобразователь, разрез. . Пьезопреобразователь содержит 15

1. пьезоэлемент 1, протектор 2, стержень

3, демпфер 4, выполненный из жидкого материала,, акустически контактирующий с нерабочей поверхностью протек-! тора 2, боковой поверхностью пьезо" 20 ! элемента 1 и боковой и свобоцной торцовой поверхностью стержня 3„ а также корпус S в который "-аключены элементы 1-4,.

Ультразвуковой пьезопреобразова 25

1 тель работает следующим образом.

Электрический возбуждающий импульс подается на электроды пьезоэлемента ! при этом в нем Возникают как рабочие ультразвуковые колебания, Опреде- 3Q ! ляемые толщиной . ПьезОэлемента, так и паразитные радиальные колебания,, оп

1 ределяемью его поперечнъч размером, Паразитные радиальные колебания по" ступают в жидкий материал демпфера

4 и гасятся в нем. Продольные ультраэвукОВые колебания Toрцовой нера бочей поверхности пьезоэлемента 1 возбуждают в закрепленном на этой поверхности и акустически coI"ëàco çàII" 4О ном с пьезоэлементом стержне 3 сим" метричные волны растяжения-сжатия и ВдОль него распространяется симмет ричная Волна нулевогО порядкае

Нормапьньи составляющие смешений поверхности стержня Возбуждают В материале демпфера 4 продольные колебания, кОтОрые эффектиВно В нем ПОглощаются из-за высокого коэффициента затухания. Касательные составляющие смещений поверхности стержня не

Воздействуют на материал демпфера из-за отсутствия сдвиговой упругости в жидкости. В результате энергия волн в. стержне распространяется в нем от пьезоэлемента к концу стержня и обратно, излучается в демпфер каждой точкой боковой поверхности стержня не отражаясь при этом в данной точке назад.

Поперечное сечение стержня соотВетствует поперечному сечению пьезоэлемента для более эффективного демпфирования колебаний.

Таким образом, использование в ультразвуковом низкочастотном пьезопреобразователе стержня, преобразующего продольные колебания пьезоэлемента в симметричные колебания растяжения-сжатия стержня в сочетании с демпфером изжидкого материала, эффективно поглощающим энергию колебаний стержня, позволяет улучшить демпфирование собственных колебаний пьезоэлемента, что способствует излучению пьезопреобразователем короткиХ ультразвуковых импульсов, практически повторяю° щих по форме электрические импульсы возбуждения, и следовательно приводит к повышению чувствительности и разрешающей способности ультразвукового низкочастотного пьезопреобразователя.

Формула изобретения

1425534 Составитель С.Арбузов

Техред M.Äèäûê Корректор С.Черни

Редактор Г. Волкова

Заказ 4761/40 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,