Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь

 

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности изменения угла ввода ультразвуковых колебаний. В процессе работы преобразователя , содержащего волновод, одна из поверхностей которого выполнена с выступами в виде одинаковых пирамид с параллельными одноименными гранями и углом 90° между противолежащими гранями , и изолированные пьезоэлементы, размещенные на гранях пирамид, к дефектоскопу подключают поочередно одну из групп пьезоэлементов, размещенных на одноименных параллельных гранях и соединенных электрически параллельно, при этом каждая группа пьезоэпементов обеспечивает отличный от других угол ввода ультразвуковых колебаний.3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 N 29/24

ГОСУДАРСТВEННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4407849/28 (22) 11.04.88 (46) 15,09.91. Бюл. ¹ 34 (71) Научно-производственное объединение

"Атомкотломаш" (72) А.В,Медведев (53) 620.179.16 (088.8) (56) Ультразвук. Маленькая энциклопедия, Под ред. И.П.Голяминой, М,: Сов, энциклопедия, 1979, с, 282-283. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к технике неразрушающего контроля. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможноИзобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии.

Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности изменения угла ввода ультразвуковых колебаний.

На фиг. 1 показан фронтальный вид в разрезе ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя; на фиг. 2 — фронтальный вид в разрезе устройства для ультразвукового контроля, содержащего ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь; на фиг. 3 — фрагмент матрицы пьезоэлементов ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя.

Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь содержит волновод 1 из акустически прозрачного материала, одна

5U 1677622 А1 сти изменения угла ввода ультразвуковых колебаний. В процессе работы преобразователя, содержащего волновод, одна из поверхностей которого выполнена с выступами в виде одинаковых пирамид с параллельными одноименными гранями и углом 90 между противолежащими гранями, и изолированные пьезоэлементы, размещенные на гранях пирамид, к дефектоскопу подключают поочередно одну из групп пьезоэлементов, размещенных на одноименных параллельных гранях и соединенных электрически параллельно, при этом каждая группа пьезоэлементов обеспечивает отличный от других угол ввода ультразвуковых колебаний, 3 ил. поверхность которого выполнена с выступами в виде одинаковых пирамид 2 с параллельными одноименными гранями 3-6 и углом 90 между противолежащими гранями 3 и 4, 5 и 6, пьезоэлементы ", размещенные на гранях пирамид и образующие матрицу, изолирующие акустические экраны 8 и демпфер 9, а пьезоэлементы, размещенные на одноименных гранях., сое гру динены электрически параллельно в ппы.

Устройство для ультразвукового контроля (см. фиг. 2) дополнительно содержит rорnyc 10 из акустически прозрачного материала с цилиндрическим каналом, в котором размещен ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь, и механизм 11 поворота преобразователя, выполненный в виде червячной пары.

1677622

10

40

Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь работает следующим образом.

Преобразователь устанавливают на поверхность контролируемого изделия, подключают к входу дефектоскопа (на фиг. 1 иэделие и дефектоскоп не показаны) все пьезоэлементы 7, которые, пройдя волновод 1, формируют в изделии пучок ультразвуковых колебаний с большим углом раскрытия диаграммы направленности, что обусловлено различной ориентацией пьезоэлементов и интерференцией ультразвуковых волн, излученных отдельными и ьезоэлементами. Перемещают и реобразователь по поверхности изделия, осуществляют поиск дефектов. В случае приема преобразователем сигнала от дефекта поочередно подключают в дефектоскопу электрически параллельно соединенные группы пьезоэлементов 7. Обнаружив в одной из групп пьезоэлементов дефект, по углу наклона и расположению пьезоэлементов данной группы уточняют местоположение дефекта и определяют другие его параметP bl.

При использовании ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя в устройстве для ультразвукового контроля (см. фиг. 2) его выполняют в виде поворотной вставки.

В процессе работы устройства изменяют с помощью механизма 11 поворота наклон матрицы пьезоэлементов к рабочей поверхности корпуса 10 и соответственно к поверхности контролируемого изделия 12 и в каждом положении матрицы осуществляют поиск дефектов в сответствии с приведенной последовательностью операций.

Выбор величины углов между противолежащими гранями пирамид, равной 90О, позволяет уменьшить влияние каждой группы пьезоэлементов на соседние. При углах меньших 90 колебания, излучаемые одними пьезоэлементами, будут дополнительно возбуждать противолежащие пьезоэлементы, что приведет к снижению результирующей мощности излучаемых колебаний.

При углах больших 90 будет происходить увеличение ближней зоны преобразователя, так как интерференция ультразвуковых колебаний, излучаемых разными пьезоэлементами, будет происходить на большем расстоянии от преобразователя.

Углы наклона противолежащих граней пирамид к их основаниям могут быть выбраны как разными (см. фиг. 1), так и одинаковыми (см. фиг. 2), что позволяет обнаруживать дефекты различной конфигурации и ориентации.

Использование изолирующих акустических экранов предотвращает передачу радиальных колебаний каждого пьезоэлемента на соединение.

Таким образом, использование ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя позволяет путем изменения угла ввода обнаруживать дефекты различной ориентации и конфигурации и повысить, кроме того, производительность контроля, что обеспечивает расширение области применения.

Формула изобретения

Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь, содержащий волновод и размещенную на одной из его поверхностей матрицу изолированных пьезоэлементов, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможнбсти изменения угла ввода ультразвуковых колебаний, поверхность волновода, предназначенная для установки пьезоэлементов, выполнена с выступами в виде одинаковых пирамид с параллельными одноименными гранями и с углом 90 между противолежащими гранями, пьезоэлементы размещены на гранях пирамид, а пьезоэлементы, размещенные на одноименных параллельных гранях, соединены электрически параллельно в группы. 1677622

1 2 8

Фиг.2

1677622

Составитель M. Андреева

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор А. Осауленко

Редактор О, Спесивых

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

Заказ 3111 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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