Поверхностно возбуждаемый пьезоэлектрический преобразователь

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю. Целью изобретения является повышение разрешающей способности и уменьшение мертвой зоны за счет концентрации поверхностных ультразвуковых волн. Кольцевой электрод, выполненный в виде встречно-и тыревого двухполюснк ч с кон тактными шинами 4 и 5. возбуждает на боковой поверхности звукопровода 1 ультразвуковые поверхностные волны, которые концентрируются по мере их распространения к меньшему основанию 6 конуса звукопровода, размещенного на расслоя нии от кольцевого электрода, равном радиусу кривизны последне: . При контакт меньшего основания преобразователя с контролируемым объектом в нем возбуждается узкий слабо расходящийся пучок ультразвуковых колебаний, задержанный относительно входного сигнала, за счет чего повышается разрешающая способность и уменьшается мертвая зона преобразователя . 2 ил. ё Оч СП 00 о VI о

союз сОветских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G О1 N 29/24

ГОСУДАРСТВЕ НННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

) .3., А !

2 2

Фиг.1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4746953/28 (22) 14.07.89 (46) 23.06.91. Бюл. М 23 (71) Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" (72) В.Я.Курилов и А,В.Владимиров (53) 620.179.16 (088.8) (56) Королев M.Â.. Карпельсон А.Е. Широкополосные ультразвуковые пьезопреобраэователи. М.: Машиностроение, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 509826, кл. G 01 N 29/04, 1976. (54) ПОВЕРХНОСТНО ВОЗБУЖДАЕМЫЙ

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю. Целью изобретения является повышение разрешающей способности и уменьшение мертвой зоны за счет концент„„Я2„„1658079 А1 рации поверхностных ультразвуковых в.ин.

Кольцевой электрод, выполненный в виде встречно-штыревого двухполюсни а с v

1658079

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом контроле, Целью изобретения является повышение разрешающей способности и уменьшение мертвой зоны за счет концентрации поверхностных ультразвуковых волн.

° 1 1Г

1 На"фиг.1 изображен поверхностно воз: фуЖйаемый пьезоэлектрический преобразователь. виды сбоку и сверху; на фиг,2— развертка боковой поверхности поверхностно возбуждаемого пьезоэлектрического преобразователя.

Поверхностно. возбуждаемый пьезоэлектрический преобразователь содержит звукопровод 1 в виде конуса в пьезоэлектрической боковой поверхностью, размещенный на его поверхности кольцевой электрод в виде встречно-штыревого двухполюсника с двумя гребенками 2 и 3 упырей, соединенными с контактными шинами

4 и 5, Конус звукопровода может быть усечен плоскостью, образующей его меньшее основание 6. Звукопровод может быть выполнен из пьезоэлектрического материала с пьезоэлектрическим покрытием 7 его боковой поверхности.

Поверхностно возбуждаемый пьезоэлектрический и реобразователь работает следующим образом, При подаче напряжения на контактные шины 4 и 5 кольцевого электрода на частоте акустического синхронизма последним возбуждаются поверхностные ультразвуковые волны, которые распространяются по боковой поверхности эвукопровода 1 в направлении вершины конуса или его меньшего основания 6. По мере распространения поверхностные ультразвуковые волны концентрируются таким образом, что максимальная концентрация достигается на расстоянии от кольцевого электрода. равном радиусу развертки этого электрода и его фокусному расстоянию. Поскольку скорость поверхностных ультразвуковых волн существенно меньше скорг:сто объемных волн, возрастает задержка сигнала, чем достигается уменьшение мертвои зоны преобразователя.- Достигая меньшего основания 6 конуса линии задержки. поверхностнь,е ультразвуковые волны пеpexc„: з исследуг.мый объект гне показан), преобразуясь на границе раздела в поперечны. ультразвуковые колебания. Благодаря концентрации поверхно, т . ых ультразвуковых колебаний на окружности меньшего основания конуса зя копровода формируется узкий слаборасходящийся аксиально-симметричный у. ьтразвукозой пу

45 чок при большой эффективности рабочей площади преобразователя, чем достигается повышение его разрешающей способности при ультразвуковом контроле.

Для получения равномерного по амплитуде и давлению фронта излучаемой в контролируемый объект волны, чтобы исключить излучение с боковой поверхности звукопровода ультразвуковых колебаний, ее необходимо экранировать от контролируемого объекта, В противоположном случае, когда требуется диаграмма íапраBllåнности в риде расходящегося ультразвукового пучка, экранировка не нужна, а звукопровод I IIполняется в виде неусеченного конуса. При этом излучающей поверхнос1ью будет ься боковая поверхность эвукопровода, причем излучение возникает, когда излучающая поверхность звукопровода помещена в иммерсионную жидкость, контактирующую с исследуемым объектом.

Звукопровод может быть выполнен из непьезоэлектрического материала и, в частности, полым с пьезоэлектрическим покрытием его боковой поверхности, например, напылением пленки окиси цинка или ненесением слоя из гибкого пьезоэлектрика.

За счет изменения радиуса кривизны кольцевого электрода, места сечения конуса звукопровода, определяющего радиус меньшего основания. числа штырей двухполюсника достигается изменение ширины излучаемого акустического пучка, время задержки сигнала и ширина полосы рабочих частот, что позволяет управлять эксплуатационными характеристиками преобразователя.

Кроме того, использование кольцевого электрода в виде встречно-штыревого двухполюсника позволяет значительно повысить рабочие частоты преобразователя до значений порядка 1 ГГц при высокой воспроизводимости его характеристик от образца к образцу.

Формула изобретения

Поверхностно возбуждаемый пьезоэлектрический преобразователь, содержа щий эвукопровод в виде конуса с пьезоэлектрической боковой поверхноGATI Io, размещенный на н .й кольцевой электрод, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и уменьшения мертвой зоны за счет конце Irрации поверхностных ультразвуковых волн, кэльцевои электрод выполнен в виде встречно-штыревого двухполюсника ..о ш I ырями кон центр ", еской формы, ось которых совпадает с осью звукопровода, а мак1658079

Составитель В, Сорокин

Редактор А. Шандор Техред М.Моргентал Корректор Н. Король

Заказ 1711 Тираж 400 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 симальная длина образующей конуса, ограниченная его вершиной и кольцевым электродом, выбрана равной радиусу кривизны последнего,