Устройство для фокусирования ультразвуковых колебаний

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБВЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Рес у

< >978952 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.03.81 (21) 3261074/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.12.82. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания07.12.82 (5t)M. Кл.

В 06 В 3/04

Р)оудорстоееыб комитот

СССР ао долом изобретений н открытки 5З1УДК 534.232 (088.8) Ю. Г. Камчатный, С. С. Тонкаль, А.. А. Барьп4ников .

i! и Б. М. Ворончук

J (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени институт,. сверхтвердых материалов АН Украинской CCP (71) Заявитель (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОКУСИРОВАНИЯ

УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к ультразвуковой технике, использующей сфокусированные акустические колебания,. и может найти применение преимущественно для исследования физико-механических свойств

5 материалов и иэделий, измерения вибраций и перемещений, а также в ультразвуковой дефектоскопии, медицинской диагностике и физиотерапии.

Известны ультразвуковые фокусируюшие о устройства в виде пьезоэлектрических изогнутых излучателей с фокусировкой в точку и линию t 1 ) .

Недостатком таких фокусирукзцих излучателей является трудность изготовления, 5 активных псцтусфернческих поверхностей .болыпих вопновых размеров из-за недостаточной прочности пьезокерамики и ограничений по точности вьптолнения тсяпцины активного слоя двойной кривизны. ю

Известно также устройство дпя фокусировки ультразвуковых колебаний, содержа шее цилиндрический излучатель и параболический рефлектор $2 ) .

Недостатки этого устройства — сложность в изготовлении и ограниченная область применения.

Наибопее бпизко к предлагаемому является устройство для фокусированйя ультразвуковых колебаний, содержащее гбанщдрический излучатель и размещенный соосно.внутри него осесимметричный рефлектор с криволинейной образутсецей (рефлектор выполнен в виде сплошного параболического конуса из твердого материала) (3g .

Однако это устройство имеет ограниченную обпасть применения и сложно в изготовлении.

Цепь изобретения — pacurHpeHHe обпасти применения и упрощение изготовления устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено регулятором давления, жестким основанием, упором, установпенным в пентре основания с возможностью осевого перемещения, при этом рефотектор выпопнен в виде мембра3 9789 ны из эластичного материала, герметично закрепленной на краях основания и опирающейся центром на торец упора, а в основании выполнен канал, соединяющий подмембранное пространство с регулятором давления. Эласчмчная мембрана выпспнена с переменной по радиусу толщиной.

На фиг. 1 изображено устройство для фокусирования ультразвуковых колебаний, общий вид, (в разрезе}; на фиг. 2 — поперечное сечение диафрагмы с утолщением в центре; на фиг. 3 — то же, но с утолщением на краях.

Устройство содержит цилиндрический излучатель 1, защищенный электроакусти- 1 ческим экраном 2, с подводящими апектродами 3 и размещенные внутри излучателя и соосно с ним жесткое основание

4, упор 5, установленный в центре основания, и эластичную мембрану 6. Мембра- о на опирается на упор 5, герметично закреплена по периметру основания 4, образуя герметичный объем 7, наружная. поверхность которого является наружной стороной мембраны и представляет собой поверхность второго порядка. В основании выполнен канал 8, соединяющий подмембранное пространство с регулятором давления 9, Устройство работает следующим образом.

При подаче возбуждающего электрического напряжения на электроды 3 излучатели 1 последний, излуйает ультразвуковые ксдебания, которые, распространяясь зз в окружающей среде, достигают мембраны

6, отражаются от нее и фокусируются в точке Р, где и достигается высокая интенсивность ультразвука.

Если же сместить по оси упор 5 или 4о с помацью регулятора давления 9 изменить давление внутри герметичного объема 7, можно изменить как характер отражающей поверхности мембраны, так и степень ее кривизны. Достигается это 4 за счет изменения степени натяжения отдельных участков мембраны. Так, например, при слабом ее . растяжении форма отражающей поверхности близка к сферической. &га картина имеет место даже в том случае, когда давление внутри объема 7 равно давлению окружающей среды.

82 4

Меняя давление в объеме, можно увеличивать или уменьшать радиус кривизны поверхности.

В общем случае возможно получение отражающей поверхности различных профилей (сферического, парабсдического, гиперболического, логарифмического и т. a) с различной степенью кривизны. Выбор того или иного конкретного варианта осуществляется в зависимости от задач, решаемых устройством, путем перестановки упора 5, выбора мембраны 6 нужного поперечного сечения и подбора давления внутри объема 7.

Благодаря этому значительно расширяется обпасть применения устройства.

Формула изобретения

1. Устройство дпя фокусирования ультразвуковых колебаний, содержащее пилиндрический излучатель и размещенный соосно внутри него осесимметричный рефлектор с криволинейной образующей, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и упрощения конструкции, устройство снабжено регулятором давления, жестким основанием и упором, установленным в центре основания с возможностью осевого перемещения, при этом рефлектор выполнен в виде мембраны из эластичного материала, герметично закрепленной на краях основания и опирающейся центром на торец упора, а в основании выпс нен канал, соединяю -. ший подмембранное пространство с регулятором давления.

2 Устройство по и. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что мембрана выполнена с переменной по радиусу толщиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каневский И. И. Фокусирование звуковых и ультразвуковых волн. М., "Наука», 1977, с. 324-329..2. Патент США ¹ 2617874, кл. 340-11, 1952.

3. Авторское свидетельство СССР

Ы 697920, кл. 601 N 9/04, 1979.

978952

Составитель В. Пирогов

Редактор Б. Федотов Техвед М.Гергель Корректор О. Билак

Заказ 9457/12 Тираж 495 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