Пьезоэлемент для ультразвуковых измерений

 

Изобретение относится к ультразвуковой контрольно-измерительной технике Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерений за счет формирования симметричной диаграммы направленности и увеличения площади изпучения приема При подаче из размещенные на плоских поверхностях двух аналогичных по материалу и толщине пьезоэлектрических колец 1 и 2 электродов, которые на одинаковых сторонах колец 1 и 2 соединены между собой, кольца 1 и 2 совершают механические колебания.Благодаря тому, что центр внутреннего отверстия 3 кольца 1 смещен относительно центра кольца 1, кольцо установлено в отверстии 3 кольца 1, центр кольца 2 совмещен с центром отверстия 3 коле па 1, а центр отверстия 4 кольца 2 совмещен с центром кольца 1. Радиальные колебания в пьезозлементе отсутствуют и он осуществляет излучение и прием широкополосчь х ультразвуковых импульсов с меньшими искажениями. 1 ил.

сОюз сОВет ских

СОЦИАЛИС, ИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (л)5 6 01 Ч 29/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ы" ИОИЗИМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1490616 (21) 4693440/28 (22) 23.05.89 (46) 15.05.91. Бюл. Й ",8 (71) Каунасский политехнический институт им.А. Снечкуса (72) С.Й.Саяускас, В.Л.Минялга и В.С.Званорюс (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1490616, кл. 6 01 Н 11/08, G 01 N 29/00, 1988. (54) ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ (57) Изобретение относится к ультразвуковой контрольно-измерительной технике.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерений за

Изобретение относится к ультразвуковой (уз) контрольно-измерительной технике и может быть использовано в уз преобразователях при реализации акусти-:еских методов неразрушающего контроля, Цель изобретения — повышение точности и чувствительности измерений за счет формирования симметричной диаграммы направленности и увеличения г лощадй излучения/приема.

На чертеже схематично изображен пьезоэлемент для уз измерений.

Пьезоэлемент для уз измерений содержит два аналогичных по материалу и толщине пьезоэлектрических кольца 1 и 2 с разме(ценными на их плоских поверхностях

„„5U 1649422 А2 счет формирования симметричной диаграммы направленности и увеличения площади излучения приема. При подаче на размещенные на плоских поверхностях двух аналогичных по материалу и толщине пьезоэлектрических колец 1 и 2 электродов, которые на одинаковых сторонах колец 1 и

2 соединены между собой. кольца 1 и 2 совершают механически колебания. Благодаря тому, что центр внутреннего отверстия 3 кольца 1 смещен относительно центра кольца 1, кольцо ". установлено в отверстии 3 кольца 1, центр кольца 2 совмещен с центром отверстия 3 коп.: ца 1, а центр отверстия

4 кольца 2 совмещен с центром кольца 1.

Радиальные колебания в пьезоэлементе отсутствуют и он осуществляет излучение и прием широкополосных ультразвуковых импульсов с меньшими искажениями. 1 ип. электродами. Центр внутрен него отверстия

3 кольца 1 смегц н относг тельно центра кольца 1 на вели чину д. Величина смещения д, радиус t > внутреннего отверстия 3 кольца

1, радиус г2 внутреннего отверстия 4 кольца

2 и внешний радиус R2 кольца 2 выбраны из усло,вий

0 < д< r>; д< г1< R<- 8i R2 — внешний радиус кольца 1.

Кольцо 2 установлено в отверстии 3 кольца 1. Центр кольца 2 совмещен с центром отверстия 3 кольца 1. Центр отверстия

4 кольца 2 совмещен с центром кольца 1.

Односторонние электроды колец 1 и 2 соединены.

1649422

Пьезоэлементдля уз измерений работает следующим образом.

Составитель B.Ãoíäàðÿàcêàÿ

Редактор Н.Федорова Техред M.Моргентал Корректор В.Гирняк

Заказ 1868 Тираж 401 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4(5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

При подаче на электроды электрического напряжения кольца 1 и 2 совершают механические колебания с частотой, определяемой толщиной колец 1 и 2. Поскольку центры отверстий 3 и 4 не совпадают с центрами колец 1 и 2, соответственно радиальные колебания каждого из колец 1 и 2 практически отсутствуют. Поскольку кольца 1 и 2 акустически изолированы один от другого, также отсутствуют радиальные колебания ecera составного пьезоэлемента.

Таким образом при возбуждении пьезоэлемента короткими импульсами с широким частотным спектром искажения импульсов за счет наложения радиальных колебаний отсутствуют. Поскольку материалы и толщины колец 1 и 2 идентичны, они создают в пространстве осесимметричное акустическое поле, представляющее собой сумму диаграмм направленности каждого из колец 1 и 2, Вследствие выбора зазора между кольцами 1 и 2 минимальной величины эта.суммарная диаграмма направленности тождественна диаграмме направленности симметричного кольца с внешним радиусом

R> и радиусом г отверстия.

Осесимметричность диаграммы направленности повышает точность про5 странственного зондирования дефектов при неразрушающем уз контроле изделий.

Наличие внутреннего кольца увеличивает общую излучающую и принимающую площадь пьезоэлемента, что повышает его чув10 ствительность, Формула изобретения

Пьезоэлемент для ультразвуковых измеренийпоавт. св. %14906!6, отл ич а юшийся тем. что, с целью повышения

15 точности и чувствительности измерений, он снабжен дополнительным пьезоэлектрическим кольцом с размещенным на его плоских поверхностях электродами, аналогичным по материалу и толщине основному

20 кольцу и установленным в отверстии основного кольца таким образом, что центр дополнительного кольца совмещен с центром отверстия основного кольца, а центр отверстия дополнительного кольца совмещен с

25 центром основного кольца, причем односторонние электроды основного и дополнительного колец соединены между собой,