Ультразвуковой концентратор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (и) 545924 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 03.11.75 (21) 2187785/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.02.77,Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описания17.03.77 (51) М Кл

G 01 4 29/04//

/ В 06 В 3/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иаооретений и открытий (53) УДК 620.179, . l6 (088.8) Н. B. Винэградэв, В. П, Данилов и А. Л, Иванов (?2) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушаюших методов и средств контроля качества материалов (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ KOHI1EHTPATOP

Изобретение относится к технике ультразвуковых неразрушаюших испытаний и может быть использовано для ввода и приема упругих акустических волн в изделие, не допускаюшее применения контактных жидкостей.

Известен акустический концентратор, выполненный в виде .круглого стержня с экспоненциальным изменением сечения (1), Недостатком его является то, что экспонента для концентрации энергии упругих волн, об- щ разуюшая внутреннюю поверхность концентратора, не должна иметь углов, превышающих первый критический для металла, из êoторого изготовлен концентратор. Поэтому длина концентратора ограничивает применение 5 его при контроле автоматизированными установками. Кроме того, рассеяние и затухание упругих волн в длинных концентраторах приводит к потерям, восполнение которых потребует конструктирования более мошной аппара- 20 туры.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является ультразвукоBofI концентратор, содержащий корпус с пслостью, заполненной средой, представляю- 25 щий собой параболоид врашения со сквозным отверстием в вершине полости (21 .

Недостатки такого концентратора заключаются в том, что эн не применим при контроле изделий, недопускаюших смачивания поверхностей какими-либо контактными жидкостями (например, бетон, стеклопластик и т.п.), а также в том, что труднэ поддерживать постоянный зазор между контролируемым изделием н выходным отверстием концентратора. Это обусловлено тем, что фокус концентратора вынесен за пределы конструкпии.

Бель изобретения — уменьшение габаритов концентратора и расширение области его применения.

Это достигается тем, что предлагаемый концентратор снабжен жестко закрепленньгм в отверстии звукопрэводом, выполненным нз материала, акустически согласованного со средой, заполняюшей полость, корпус выполнен из материала с высоким относительно

545924 x-z

x +— х где — диаметр отверстия, предназначенного для установки пьезоэлемента и равный его диаметру

l х,у, — координаты кривой в прямо- ® угольной системе координат с началом в вершине полости.

На чертеже представлен предлагаемый ультразвуковой концентратор. Он содержит корпус 1, полость которого заполнена средои 3, и звукопровод 2. Звукопровод ввинчивается в дно корпуса концентратора таким образом, чтобы его центр находился

f ся на оси ,продольной оси концентратора), а поверхность, соприкасающаяся со средой, заполняющей полость, находилась в фокусе - (лежала на оси Х), Фокус находится на расстоянии не более 2 D эт пьезоэлемента.

С противоположной стороны корпуса для удобства размещения пьезоэлемента сделано сверление диаметром D, большим 3

При контроле в сверление укладывают мембрану (на чертеже не показана), на которой закрепляют пьезоэлемент.

Ко нцентратэр работает следующим образом.

Пьез оэлемент через мембрану излучает в полость корпуса упругие колебания, которые, достигнув поверхности полости ко ив ражаются от нее и концентрируются орпув фокусе, расположенном в вершине полости корпуса.

Материал корпуса взят с большим акустическим сопротивлением (P C ) б что ы IIoгасить эне ги р ю колебании, которая попадает в него в результате преломления на границе раздела "концентратор-среда".

С концентрированные в точке колебания попадают на поверхность звукопровода 2, изготовленного из матери р ала, хорошо согла- 45 сованногэ акустически со средой, заполняющей полость ость корпуса, и через звукопровэд вводятся в контролируемое изделие.

Предлагаемый ультразвуковой концентратоэ позволяет о г р анизовать неразрушаюший

25х2 1 (2 )

2х

Х2 х где D — диаметр отверстия, предназначенного для установки пьезоэлемента и равный его диаметру, i35

Х, у - координаты кривой в прямоугольной системе координат с началом в вершине полости.

40 Источники информации, принятые Bo BHHмание при экспертизе:

2. Авторское свидетельство ¹ 301185, В 06 В 3/00, 1969, среды акустическим сопротивлением, а форму кривой задают уравнением: контроль изделий в широком диапазоне частот без применения контактных сред, так как в связи с малыми размерами звухопровода обеспечивается надежный акустический контакт, а из-за большого акустического сопротивления материала корпуса концентратора исключается возможность передачи ультэазвуковой энергии через его корпус.

Ф ормула из обретения

Ультразвуковои концентратор содержа ший корпус с полостью, заполненной средой, форма которого образована вращением кривой вокруг оси концентратора, со сквозным отверстием в вершине полости, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и расширения области применения, он снабжен жестко закрепленным в отверстии звукопроводом, выполненным из материала, акустически согласованного со средой, заполняющей полость, корпус выполнен из материала с высоким относительно среды акустическим сопротивлением, а форму кривой задают уравнением:

1. Гершгал Й. А., Фридман В. Я. Ультразвуковая аппаратура промышленного назначения М., "Энергия", 1967, стр. 119»

-1 24.

545924

Составитель Т. Головкина

Редактор И. Бродская Техред М, Левицкая Корректор В. Зорина

Заказ 2 41 /3 Тираж 1049 Подписное

КНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4