Образец акустической нагрузки для измерения ширины диаграммы направленности наклонных преобразователей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистическик

Республик (it)945782 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 19.09.80 (2{ ) 2982683/25-28 с присоединением заявки.М (23 ) П риоритет

Опубликовано 23.07.82. Бюллетень М 27

Дата опубликования описания 23.07.82 (5.l)M. Кл.

601 hl 29/О Ф фкудвретйаиаий комитет

СССР ва делам извбретенкй и открытий (53)-УД К 620.1 79..1 6 (088.8) В.А. Дуэенко и В.И. Панин (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) ОБРАЗЕЦ АКУСТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ШИРИНЫ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ НАКЛОННЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при ультразвуковом контроле материалов и изделий для измерения ширины диаграммы направленности наклонных пьезоэлектрических преобразователей.

Известен образец акустической нагрузки для измерения ширины диаграммы нап-1а равленности прямых пьезоэлектрических преобразователей в ехо-импульсном варианте, выполненный в форме бруска, плоская поверхность которого служит для линейного перемещения преобразователя, проти-,s воположная плоской отражающая поверх ность выполнена цилиндрической, а образующая цилиндрической поверхности представляет собой функщпо, записанную и реализуемую графическим построением (13 zo

Недостатком такого образца является узкая область его применения, обусловленная его геометрическими параметрами, не позволяющими измерять ширину диаг2 раммы направленности наклонных преоб -. разователей.

Наиболее .близким, по технической сущности к изобретению является образец акустической нагрузки для измерения агь. рины диаграммы направленности наклонных преобразователей, содержащий отражатель

- с цилиндрической индикатриссой рассеяния и выполненный с плоской поверхностью для перемещения пв ней преобразовате- - . лей 12).

Недостатком известного образца является низкая точность аттестации цреобра зователей, обусловленных дифракционными искажениями в нем.

Цель изобретения - повышение точнооти аттестации преобразователей.

Поставленная цель достигается тем, что в образце акустической нагрузки . для измерения ширины диаграммы направленности наклонных преобразователей, содержащем отражатель с цилиндрической индикатриссой рассеяния и выполненный с плоской поверхностью для перемещения

3 6451

Во ней преобразователей, отражатель выполнен с цилиндрической поверхностьЬ, а расстояние ot точки ввода ультразвуковых колебаний, наименее удаленной от поверхности в направлении максимального угла ввода ультразвуковых колебаний, выбрано из условия нахождения цилиндричеокой поверхности в дальней зоне преобразователя, а форма образующей цилиндричеокой поверхности выбрана из условия обео-1î печения пропорциональности между линейным перемещением испытуемого преобразователя и угловой координатной диаг.раммы направленности испытуемого преобразователя. 15

На чертеже представлен образец акуотической нагрузки для измерения ширины диаграммы направленности наклонных преобразователей.

Плоская поверхность 1 образца акус 211 тической нагрузки служит для установления на ней испытуемого наклонного преобразователя 2 и ввода ультразвуковых колебаний в образец акустической нагрузки, а противоположная цилиндрическая поверхность 3 образца акустических нагрузок является отражателем акустичеоких эхо-оигналов.

Определение координат образующей цилиндрической поверхности 3, образца 3О акустической нагрузки схематично показа но на чертеже. Выбраны равномерные участки al линейного перемещения преобразователя по оси Х на плоской поверхности 1 образца акустической нагрузки, соответствующие приращению угловой координаты до . Иэ концов отрезков О (точки Аб, А, Ад, Ag) опушены лучи

Ао 1 1ь A 1 N, A Я(,А ъ 14@ составляющие с нормалью к плоской поверхности 111

1 образца акустической нагрузки углы соответственно

Ж о

1т1а Х МОх (о и 1С1 gl ДО, 1„с1х-ЗДМ. угловой координаты дйаграммы направленности. Расстояние Aoéo по лучу, соответствующее угловой координате диаграммы направленности, задается заранее, равнным значению Ъ, удовлетворяющим 5О условию нахождения точки l4o в дальней зоне ультразвукового поля, Величина угла (((1 уолжна соответствовать максимально» му значению угловой координать(диаграммы направленности. С ростом координаты ls

Х значение угловой координаты должно падать до величины а(.„„;„, соответствующей минимальному значению угловой коорди и (4 йаты. При таком выборе координат все точки отражающей поверхности будут лежать в дальнем поле наклонного преобй разователя 2. Из точки Йо опущены перпендикуляры к лучам А„)ч и А ( до пересечения с лучом А (й„из точки Ц опущен перпендикуляр к лучу А1 hl до пересечения с лучом А hl, у точки И - перпендикуляр х лучу А и до пересечения с лучом А Я соответ( ственно, из точки й,1 опушен перпендикуляр к лучу А М до пересечения с лучом А И, иэ точки Mg опушен перпенд шуляр к лучу А Я до пересечения с лучом A> Ny. Иэ геометрических построе-! ний ПОлучаются следующие значения коор динат: для точки Hq

Мйо=о, = сс „„о„ о

Ф

Для точек Мк, N11 координаты соответственно равны

ХН =Х И ФММ 1ФДЫ+

К-1 К ((CÎ3 (с1.1((ОХ КДс )С<И"

СО ДА ((ЭаХ+Д К );. (N„= (Х "„((Я х (хх(тОх+Ьх(- М ())

СО("

COG AcL

" 41(ох - да ). 111 И1иОх + с - K 6k ) („61и ьд.сО (сА(,(,(с,((-KhaL)

Хк -Хн Ф cos„., „,д, к„ц ч-а со (4ох "Кд )

1 И „„СОЪ Ьд-СОЬ(с4иОК -КМ)

К-(+

N СОЬ(йи ок+дb -"д )

-(ДСО (Авщу,-К Ы) 51И (Амоу, -Кд ) .

1 I

Таким образом, при изготовлении образца заданных параметров 4. „„, о 1(.(и, ЬЫ, О, и, b по рассчитанным координатам Xg и Yg профиль цилиндрической поверхности представляет ломаную -линию

HOhl И2йЪ Mk.

Для увеличения точности определения координат цилиндрической поверхности 3 образца акустической нагрузки необходимо увеличивать число и малых участков .

° разбиения, при этом величиныс1 и дскб будут пропорционально уменьшаться для 88 O ДИацаЗОНа ООВ а 1 (д х —. ф

Начиная с некоторой величины и, про« филь цилиндрической поверхности 3 образца акустической нагрузки получается плав= ный и непрерывный, причем отклонение расстояния от требуемого, исходя из про5 9457 порпиональности линейного перемещения испытуемого наклонного преобразователя 2 угловой координаты его диаграммы направленности, по любому лучу А, N«„,,,сос тавляющему с ноомалью плоской поверх.ности 1 угол (gL1 «и.да ) не превышает значения 1"« ="/0 11«-> МИ)+Фи«,- Н

Образующая цилиндрической поверхнос» ти 3 может быть выполнена с любой наперед заданным значением величины дг1„, для любого значения угловой координаты.

При измерении диаграммы направлен» ности наклонный преобразователь 2 перемещают по плоской поверхности 1 образца акустической нагрузки по линии, совпадающей с координатой Х и лежащей в плоскости, образованной акустической осью наклонного преобразователя и нормалью к его рабочей поверхности, которые проходят через точку ввода ультразвуковых колебаний в образец акустической нагрузки.

Излучаемый наклонным преобразовате- 25 лем 2 акустический сигнал проходит через образец акустической нагрузки, попадает на цилиндрическую поверхность 3, отражается от нее и возвращается обрат но на наклонный преобразователь в виде о эхо-сигнала. Когда акустическая ось наклонного преобразователя 2 при перемещении будет являться нормалью к цилиндрической поверхности 3, то амплитуда эхо-сигнала будет максимальна. Пере мешая наклонный преобразователн 2 по оси Х вправо и влево от положения, где эхо-сигнал максимальный, измеряют ширину направленности на любом уровне.

Так как данная поверхность является одновременно отражающей поверхностью, то в образце акустической нагрузки отсутствуют паразитные эхо-сигналы, а амплитуда эхо-сигнала значительна по величине, что позволяет исключить часть

82 6 усилительных блоков в электронной схеме измерительной установки, тем самым cmзить уровень шумов. Таким образом, образец акустической нагрузки позволяет увеличить точность,. аттестации наклонных преобразователей.

Формула изобретения

Образец акустической нагрузки для измерения ширины диаграммы направленнооти наклонных преобразователей, содержащий отражатель с цилиндрической индя катриссой.рассеяния и выполненный с плоской поверхностью для перемещения по ней преобразователей, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности аттестации преобразователей, отражатель выполнен с цилиндрической поверхностью, а расстояние от точки ввода ультразвуковых колебаний, наименее удаленной от этой поверхности в направле нии максимального угла ввода ультразвуковых колебаний, выбрано ..из условия нахождения цилиндрической поверхности в дальней зоне преобразователя, а форма об разующей цилиндрической поверхности выбрана иэ условия обеспечения пропорциональности между линейным перемещением испытуемого преобразователя и угловой координатой диаграммы направленности испытуемого преобразователя.

Источники информ ации, принятыэ во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2788637/25-28, кл. GO1 N 2299//0044, 15.01.80.

2. Контроль нераэрушающей. Преобразователи ультразвуковые. Основные параметры и методы их измерений. ГОСТ

23702-79, п. 4, 5, 2, с. 27-31 (прототип).

946782

Составитель К. Леонов

Редактор В, Лазаренко Техред А.Бабннец Корректор H. Муска

Заказ 5322/64, Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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