Ультразвуковой преобразователь

 

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий корпус, размещенные в нем аксиально поляризованную цилиндрическую пластину и протектор, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, отношение толщины пьезопластины к ее диаметру находится в интервале 0,4-0,65, а толщина протектора соответствует 0,01 длины продольной ультразвуковой волны в нем.-?' ^У Фиг, 4Л4 \и- -се 00ю4?ik>&

ИМОЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU„„828064 (А) G 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (211 2414260/25-28 (22) .25. 10.76 (46) 07. 10.84. Бюл. В 37 (72) С.A. Филимонов, Г.Ф. Пащенко, Н.А. Глухов, В.В. Пахомов и Д.Н. Сирота (7-1) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (53) 620.179.16(088.8) (56) i. Дефектоскопия, 1974, В 6, с. 56-59 (прототип). (54) (57) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий корпус, размещенные в нем аксиально поляризованную цилиндрическую пластину и протектор, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, отношение толщины пьезопластины к ее диаметру находится в интервале 0,4-0,65, а толщина протектора соответствует 0,01 длины продбльной ультразвуковой волны в нем.

Ф 8280

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества изделий и может быть использовано для контроля прочности клеевых соединений.

Наиболее близким по технической сущности является ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус, размещенные в нем аксиально поляризованную цилиндрическую пластину и протектор(11.

Недостатком устройства явялется то, что не обоснован выбор размеров пьезопластины H не учитывается толщина протектора.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

Эта цель достигается за счет того, что отношение толщины пьезопластины к ее диаметру находится в интервале

0,4-0,65, а толщина протектора соответствует 0,01 длины продольной ультразвуковои волны в нем.

На фиг. 1 изображен ультразвуковой преобразователь, общич вид.

Он содержит корпус 1, размещенные в нем пьезопластину 2 с посеребренными торцовыми поверхностями и протектор 3, верхняя поверхность которого также посеребрена. Протектор 3 приклеивается по контуру к корпусу и токопроводящим клеем к пьезоплас .тине 2. Цилиндрическая и верхняя торцовая поверхность пьезопластины 2 свободна, что повышает ее добротность, а электрический контакт с про-; З5 водниками 4 осуществлен точечной пайкой.

На фиг. 2 изображен график, с по- . мощью которого выбирается оптимальное отношение толщины пьезопластины к ее диаметру.

На оси абсцисс откладывается отношение суммарной толщины пьезопластины Н, протектора Ь и контролируемого изделия (слоя) 8 к диаметру

/ Н+ 4+0 пьезопластины 3(--- — — } а на оси, ь ординат — отношение основной резонансной частоты F радиальных колебаний пьеэопластины с протектором, N нагруженной изделием, к основной ре" эонансной частоте радиальных колебаний пьезопластины Е, толщиной которой можно пренебречь (-. ). Сплошные линии 5 и 6 отражают связь межцу 35 отношением толщины ньеэопластины И к ее диаметру 3р и отношением основ1Я1

64 3 ной резонансной частоты радиальных колебаний пьезопластин F толщиной H при отсутствии протектора и изделия (h = <= 0) к основной резонансной частоте радиальных колебаний пьезопластины f, толщиной которой можно пренебречь (-). Кривая 5 построена

F для керамики типа титаната бария, а кривая 6 — для керамики типа ЦТС.

Штриховые линии Ь отражают связь между отношением суммарной толщины пьезопластины М и контролируемого изделия 1 к диаметру пьезопластины

2 (†-) и (-) при различных фиксиНм F

Я Н. рованных значениях отношения †:0,3;

О, 5; 0,6; 0,8 .и при переменной тол- щине изделия 0.

При этом штриховые линии Ь, расположенные над линией 5, относятся к системе пьезопластика — изделие из алюминия, а штриховые линии, расположенные под линией 5, - к системе пьезопластика — иэделие из стали.

В зависимости от выбранного отноН шения — пьезопластины и материала изделия эти линии имеют различные ! наклон и длину. При этом наклон линий характеризует разрешающую,способность.преобразователя (максимальный наклон линии соответствует максимальной разрешающей способности).

Длина линии характеризует диапазон толщин изделий, охватываемый преобразователем с определенным з".à÷åнием отношения — . На этот диапазон

Н оказывает влияние диаграмма направ,ленности преобразователя.

Значение отношения 1) пьезопластины, Ц соответствующее максимальным крутизíе и длине штриховой линии, является оптимальным. Для пьезокерамики типа титаната бария оптимальное отноН шение — выбирается в точке А на наЭ чале прямолинейного участка после перегиба линии 5, что соответствует значению H = 0,65 а типа ЦТС вЂ” в

Н точке Б, что соответствует — = 0,4.

Протектор является одновреме iHO элементом крепления пьезопластины к корпусу и защчщает ее от ис"ирания.

Толщина протектора ограничивается по минимуму надежностью крепления пьезопластины к корпусу, à пс максиму828064

/О

Ж"Л Г

Кд

Редактор 0. Филиппова Техред С,Мигунова Корректор Г. Огар

Заказ 7032/1

Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Паген-", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 му " минимальным дииапазоном толщин контролируемых иэделий.

Исходя из этих соображений, толщина протектора выбрана равной 0,01 где h — - длина продольной ультразвуковой волны в протекторе, что соответствует точке С на графике.

Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом. 10

Генератор ультразвуковых колебаний возбуждает в пьезопластине 2 колебания, которые распространяются через протектор 3 в контролируемое изделие. В зависимости от прочности клеевого соединения контролируемогО изделия изменяется резонансная частота колебаний, которая и является критерием оценки прочных свойст клеевого соединения.