Ультразвуковой преобразователь

 

О П И С А Н И Е !!!! 48267I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ !! (bi) Дополнительное к авт. свид-ву—

I (22) Заявлено 06.07.72 (21) 180607% 5-28 (51) М. Кл. 6 01п 29! 04 с присоединением заявки №

Государствениый комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений ч открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.75, Бюллетень № 32

1 !! Дата опубликования описания 17.10.75 (53) УДК 621.179.16 (088.8) (72) Авторы !!зобре !.!!И5!

А. И. Потапов, О, О. Карапетян, А. Г. Усманов, В. Е. Поляков, Ю. В. Дронов, В. Ю. Денисов и Ю. Ф. Балутов

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени инженерностроительный институт (7 l ) Зе!!и!!!тc » (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и может быть использовано в ультразвуковых приборах автоматизированных установках для дефектоскопии и контроля физико-механических характеристик материалов.

Известен ультразву.ковой преобразователь, состоящий из пьезоэлемента с протектором из однородного эластичного звукопрозрачного материала, в котором пьезоэлемент выполнен в форме кольца из пьезоматериала, причем ось симметрии кольца совпадает с осью качения пьезопреобразователя.

Однако известный преобразователь имеет низкую надежность контроля при определении характера дефекта с использованием широкополосных сигналов, так как частотная характеристика известного преобразователя неравномерна, на уровне 0,5 имеет провалы, а излученный упругий импульс характеризуется большой длительностью.

Предлагаемый ультразвуковой преобразователь отличается от известного тем, что для повышения надежности контроля путем выравнивания частотной характеристики преобразователя высота по образующей, наружный и средний диаметры цилиндрического пьезоэлемента выполнены обеспечивающими кратность мод собственных колебаний, равную 1, 2....n.

На черте>ке приведена схема предлагаемого преобразователя.

Ультразвуковой преобразователь состоит из пьезоэлектрического цилиндрического элемента 1, предназначенного для излучения в исследуемое изделие широкополосного упругого импульса, протектора 2, обеспечивающего акустический контакт между преобразователем и исследуемым изделием, вращающейся обмотки трансформатора 3, подключенной к электродам цилиндрического пьезоэлемента, и»еподвижной обмотки трансформатора 4, которую подключают к выходу генератора импульсов возбуждения.

Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом.

При сканировании преобразователь перекатывается по поверхности контролируемого изделия, причем положение излучающей поверх2! ности пьезопреобразователя, в качестве которой выступает наружная поверхность цилиндрического пьезоэлемента, остается неизменным относительно контролируемой поверхности изделия. Протектор 2 цилиндрического

25 пьезоэлемента обеспечивает при постоянном усилии поджатия неизменный акустический контакт пьезопреобразователя с контролируемым изделием. Электрический импульс, например, П-формы, длительностью равный од3! ному периоду частоты первой моды колеба482671

Составитель В. Поляков

Редактор О. Юркова Техред Т. Миронова Корректоры; Е. Рожкова и А. Галахова

Заказ 2552/10 Изд. М 1728 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2 ний, .подается на неподвижную обмотку трансформатора 4. Посредством трансформаторной связи аналогичный импульс наводится во вращающейся обмотке трансформатора 3 и подается на электроды пьезоэлектрического цилиндрического элемента 1, характеризующегося кратными значениями мод колебаний.

При этом происходит полное выравнивание частотной характеристики преооразователя, а в исследуемый материал излучается упругий импульс, длительностью равный одному периоду частоты первой моды колебаний.

Для получения акустической системы, характеризующейся кратными значениями мод колебаний, цилиндрический пьезоэлемент выполняют так, что размеры наружного и среднего диаметров, а также высота образующей обеспечивают кратность мод колебаний, равную 1, 2...,n.

Отношение толщины стенки пьезоэлектрического цилиндра к наружному диаметру, при котором чувствительность цилиндрического пьезоэлемента равна нулю, исключают при выборе размеров цилиндра. кратность мод собственных колебаний может быть выбрана произвольной величины, равной 1, 2, З...n. Оптимальной кратностью является кратность, равная единице.

Ультразвуковой преобразователь может применяться как в режиме излучения, так и в режиме приема.

Предмет изобретения

Ультразвуковой преобразователь, содержащий пьезоэлектрический цилиндрический элемент, покрытый эластичным звукопрозрачным протектором, отличающийся тем, что, с целью .повышения надежности контроля путем выравнивания частотной характеристики преобразователя, высота по образующей, наружный и средний диаметры цилиндрического элемента выполнены обеспечивающими кратность мод собственных колебаний, равную 1, 2, З...n.