Составной пьезоэлектрический преобразователь

 

(ii> 688877 о и и -и-

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.05,78 (21) 2613100/25-28

:с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.09.79. Бюллетень ¹ 36 (45) Дата опубликования описания 01.10.79 (51) Ч.Кл.- G 01 N 29/04

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 620.179.16 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И, Заклюковский, В. И. Белый, Г. T. Карцев и Н. В. Суздальцева (71) Заявитель (54) СОСТАВНОЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии и толщинометрии.

Известны составные пьезоэлектрические преобразователи, состоящие из нескольких идентичных пьезоэлементов, включенных таким образом, что при контроле они колеблются синфазно (1).

Недостатком таких преобразователей является дискретность и ограниченный диапазон рабочих частот преобразователей, который определяется только собственными частотами составляющих преобразователь пьезоэлементов.

Наиболее близким по технической сущности является составной пьезоэлектрический преобразователь, содержащий установленные через прослойку два идентичных пьезоэлемента, которые нагружают двухслойными накладками, одна из которых имеет наплавку из мягкого припоя, размеры которой изменяют рабочую частоту преобразователя 2).

Недостатком этого преобразователя являются большие его размеры при низких рабочих частотах, что, в свою очередь, ограничивает область его применения.

Целью изобретения является уменьшение габаритов преобразователя и расширение области его применения.

Для этого в предлагаемом преобразова5 теле прослойка выполнена пз материала, отношение волнового сопротивления которого к волновому сопротивлению пьезоэлемента равно 0,1 — 0,16, а толщина прослойки выбирается из соотношения

10 — - — = tg — — d . t — --. dз, Z, 2-,.f 2-,f г. с, с. где Z, — волновое сопротивление материа15 ла прослойки;

Zg — волновое сопротивление материала пьезоэлемента;

d) — толщина половины прослойки;

Ыз — толщина пьезоэлемента;

20 С, — скорость ультразвука в материале прослойки;

C — скорость ультразвука в материале пьезоэлемента;

f — рабочая частота прсобразова25 геля.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — график зависимости частоты преобразователя от толщины прослойки из различных материалов.

688877, Z „2 2п/

Z С С г 1 > где Z

10 с11 с12

С, 15

Формула изобретения

1кгц

700

Р г.

d/г, rr> фиг в

Составитель Т. Головкина

Техред Н, Строганова

Редактор О. Юркава

Корректор И Симкина

Заказ 857/1075 Изд. № 540 Тираж 1090 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Преобразователь содержит два идентичных пьезоэлемента 1 и 2 и прослойку 8.

На фиг. 2 — кривые а, б, в даны для прослоек из текстолита, оргстекла, эбонита соответственно.

Преобразователь работает следующим образом.

Два пьезоэлемента включены синфазно и установлены через прослойку. При увеличении толщины прослойки изменяется волновое сопротивление всей системы: два пьезоэлемента, прослойка, и изменяется рабочая частота преобразователя.

Габариты преобразователя уменьшаются при тех же частотах в 1,5 — 2 раза.

Составной пьезоэлектрический преобразователь, содержащий установленные через прослойку два идентичных пьезоэлемента, отл,и ч а ющи и ся тем, что, с целью уменьшения габаритов преобразователя и расширения области его применения, прослойка выполнена из материала, отношение волнового сопротивления которого к волновому сопротивлению пьезоэлемента равно

0,1 — 0,16, а толщина прослойки выбирается из соотношения волновое сопротивление материала,прослойки; волновое сопротивление материала пьезоэлемента; толщина половины прослойки; толщина пьезоэлемента; скорость ультразвука в материале прослойки; скорость ультразвука в материале пьезоэлемента; рабочая частота преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. М., 1956, с. 96.

25 2, Справочник. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий, М., «Машиностроение», 1976, с. 267 (прототип).