Ультразвуковой преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик о»951111 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 100130 .(21) 2870516/25-28 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет—

Опубликовано 150882, Бюллетень Но 30

Дата опубликования описания 150882

151} М Кй з

G 01 М 29/04

> осударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

f53} УДК 620.179..16(088.8) (12) Автор изобретения

В.Г. Иейерсон (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к неразрушающим средствам и методам контроля качества материалов и изделий, в частности, для ультразвукового контррля тонких проволок.

Известен ультразвуковой преобразователь, содержащий пьезоэлемент, выполненный в виде конуса, имеющего общее основание с акустической ловушкой, и электроды, один из которых нанесен в виде кольца на боковую поверхность конуса, второй — на основание конуса, а пьезоэлемент поляризован так, что степень поляризации плавно убывает от максимума 15 у электрода на основании конуса до нуля у второго электрода, на его боковой поверхности 11.

Недостатком такого преобразователя является высокий уровень акустических помех, обусловленных переотражением сдвиговых колебаний, возникающих. у основания конуса.

Эффективное затухание колебаний в объеме конуса происходит при большом отношении длины конуса к ширине его основания, что значительно увеличивает конструкцию преобразователя.

Преобразователь отличается сравнительно сложной технологией изготовления, связанной с поляризацией пьезоэлемента, а затем деполяризацией его, кроме того, известный преобразователь не допускает непосредственного акустического контакта с изделием, например, при.контроле тонких проволок.

Целью изобретения является улучшение помехоэащищенности ультразвукового преобразователя и упрощение технологии его изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковом преобразователе, содержащем пьезоэлемент, выполненном в виде конуса, имеющего общее. основание с акустической ловушкой, и электроды, один из которых в виде кольца нанесен на боковую поверхность конуса, пьезоэлемент выполнен в виде усеченного конуса с прямым углом при вершине, а второй электрод нанесен на усеченную часть конуса, а также за счет того, что кольцевой электрод на боковой поверхности выполнен разделенным на четыре сектора..

На фиг. 1 схематично изображена конструкция преобразователя и расположение электродов на нем; на фиг. 2 — преобразователь и положение

951111

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 593 / р 887 Подписное

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 контролируемой проволоки относительно него, вид сверху.

Преобразователь сбдержит акустическую ловушку 1, закрепленный на ней пьезоэлемент 2, кольцевой электрод 3 и электрод 4, контактирующий с контролируемой проволокой 5. На фиг. 1 сплошными линиями обозначено направление поляризации и заштрихована поляризованная область между электродами, пунктирными )О пиниями — направление распространения акустических помех.

Преобразователь работает следующим образом.

После подачи на электроды 3 и 4 возбуждающего напряжения в заполяри-. зованной зоне пьезоэлемента 2 возникают механические колебания, которые отражаются на боковую поверхность усеченного конуса пьезоэлемента; при угле при вершине конуса, равном 90О, эти колебания не попадают на электроды 3 и 4, а отражаются в акустическую ловушку 1.

Для возбуждения ультразвуковых колебаний в контролируемой проволоке 5 в трех взаимно-перпендикулярных направлениях используется кольцевой электрод 3; Выполнение электрода 3 и взаимное расположение электродов 3 .и 4 обеспечивает такое направление общего вектора поляризации, при котором он имеет свои проекции в трех взаимно-перпендикулярных направлениях относительно оси проволоки 5. На" пример, включение в схему электродов 35

4 и сектора электрода по оси Х обеспечивает возбуждение антисимметрич е ной ао и крутильной Се мод колеба- ний и аналогично по осй У - антисимметричной а и симметричной S< мод.

Соединение двух электродов 3 по осям

Х и У вместе обеспечивает одновременное возбуждение мод Ьс и Со.

Таким образом, выполнение преобразователя в виде усеченного конуса и с секционированным расположением электродов улучшает помехозащищенность и упрощает технологию изготовления.

1. Ультразвуковой преобразователь, содержащий пьезоэлемент, выполненный в виде конуса, имеющего общее ос" нование с акустической ловушкой, и электроды, один из которых в виде кольца нанесен на боковую поверхность конуса, отличающийся тем, что, с целью улучшения помехозащищенности и упрощения технологии изготовления, пьезоэлемент выполнен в виде усеченного конуса с прямым углом при вершине, а второй электрод нанесен на усеченную:часть конуса.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что кольцевой электрод на боковой поверхности выполнен разделенным на четыре сектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 509826, кл. G 01 и 29/04, 1976 (прототип).