Ультразвуковой преобразователь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик

847186

Ф

/б=..(6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26. 10. 77(21) 2537628/25-28 (51 ) М. Кл.

G 01 и 29/04 с прнсоеаинением заявки J%—

Государственный комитет (23) Приоритет— по пенам изобретений и открытий

Опубликовано 5.07.81 ° Бюллетень .% 26

Дата опубликования описания 17.07.81 (53) УДК620.179. .16(088.8) (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ции (2 ).

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для ультразвукового контроля материалов и изделий.

Известен преобразователь, содержа5 щий пьезопластину и преломляющий звукопровод в виде призмы. Он позволяет регулировать наклон диаграммы направленности. (11.

- I0

Недостатком данного преобразователя является узкий частотный диапазон и наличие внутренней реверберации.

Наиболее близким к изобретению

15 является ультразвуковой преобразователь, содержащий поляризованный по длине пьезоэлектрический стержень с нанесенными на торцовую и боковую поверхности электродами. Преобра20 зователь имеет широкий частотный диапазон, позволяет возбуждать короткие импульсы без последующей ревербера2

Недостатком данного преобразователя является невозможность управления диаграммой направленности, что ограничивает область его применения.

Цель изобретения — расширение области применения путем обеспечения управления диаграммой направленности.

Поставленная цель достигается тем, что электроды на боковой поверхности выполнены в виде колец, плоскости .которых наклонены относительно торцовой плоскости стержня таким образом, что минимальное расстояние Cq от конца до торцовой плоскости и максимальное С2 отвечают соотношению

К -С = d ctg(k4, (1) где d — диаметр стержня, с(. — угол наклона диаграммы направленности, к — коэффициент, зависящий от отношения волновых сопротивлений материалов стержня и контролируемого изделияе

30

40

И Заказ 5475/69

907 Подписное

3 8 71

I l c l ч е p Ð æ (. . ! р е д с ! ! л е ! а с х е м ! ра !!!уко!!ого преобразователя.

1!реобразователь состоит из поляр!!зова!!!!ого !!о длине пьезоэлектрического стержня 1, электрода 2, нанесенного на рабочий торец стержня и кольцевых электродов 3, нанесенных на боковую поверхность стержня. Кольцевых электродов может быть несколько.(На чертеже через 34 обозначено минимальное расстояние от кольца до торцовой плоскости стержня, а через — максимальное расстояние). Эти обозначения соответствуют формуле (1).

Преобразователь работает следующим образом.

При проведении электрического напряжения к электродам 2 и 3 в стержне 1 создается неоднородное электрическое поле. Источником ультразвуковых волн являются торцовая поверхность стержня 1 и плоскость, в которой расположен данный боковой электрод

3. Вследствие наклона этой плоскости по отношению к торцовой плоскости происходит интерференция волн от обеих излучающих зон таким образом, что суммарный фронт волны оказывается наклонным по отношению к торцо-вой поверхности стержня 1. Так как .конструктивные параметры преобразователя, именно минимальное расстояние от кольца до торцовой плоскости и максимальное 1 (на чертеже) выбраны из соотношения (1), то угол Д наклона диаграммы будет соответствовать заданному значению. Выходя из стержня 1, ультразвуковой пучок испытывает преломление и дополнительно отклоняется. Это отклонение учитывается коэффициентом К в соотношении (1), зависящим от отношения волновых сопротивлений материала стержня 1 и среды, в которую должно происходить

8h 4 излучение. При нанесении нескольких кольцевых электродов 3, имеющих различные значения С-! и Сд, найденные по формуле (l), можно в широких пределах управлять диаграммой направленности, осуществляя переключение этих электродов. Этими достигается цель изобретения.

Формула изобретения

Ультразвуковой преобразователь, содержащий поляризованный по длине пьезоэлектрический стержень с нанесенными на торцовую и боковую поверхности электродами, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повыширения области применения путем обеспечения управления диаграммой направленности, электроды на боковой поверхности выполнены в виде колец,. плоскости которых наклонены относительно торцовой плоскости стержня таким образом,что минимальное расстояние Ь от конца до торцовой плоскос ти и максимальное 8g отвечают соотношению

Е,- Е„= d cog (Ы); где d — диаметр стержня, с — угол наклона диаграммы направленности, K — коэффициент, зависящий от отношения волновых сопротивлений материалов стержня и контролируемого изделия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий.Под.ред. В.В.Клюева,т. 2, M., "Машиностроение", 1976, с. 179.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 539265, кл. G 01 N 29/00, 1975 (прототип).

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