Способ изготовления ультразвуковых преобразователей

360607 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова Советских Социалистических Республикс присоединением заявки1 рио," н ге Комитет по делам изобретений и открыт при Сосете Министре СССР. Л, Давыдов, А, М, Лизовский и 1. Г. Феоктистов-Зарецкийнинградский ордена Трудового Красного Знамени инженерностроительный институт Заявитель ПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙИзобретение относится к области неразрушающих методов и средств контроля и может быть использовано при изготовлении пьезоэлектрических преобразователей.Известен способ изготовления ультразвуковых преобразователей, заключающийся в том, что нз пьезоэлектрического материала вырезаюг элемент, ориентированный вдоль соответствуюшей оси упругой симметрии.Недостатком такого способа является трудность изготовления преобразователя для возбуждения коротких импульсов, так как при возбуждении известных излучателей короткими электрическими импульсами возникают упругис сигналы со сложным акустическим спектром, обусловленные образованием различных мод колебаний,Цель изобретения - создание преобразователя для возбуждения коротких импульсов.Для этого выбирают пьезоматернал таким образом, чтобы соотношение модулей упругости С;, и Сд (при а=Ь), а также соотношение сторон элемента (при аФЬ) обеспечивало условие кратности частот мод колебаний. Преобразователь возбуждают электрическим импульсом, в спектре которого отсутствуют частоты, равные кратным частотам мод колебаний. В связи с этим для квадратного элемента выбирают пьезоматериал, у которого модуль упругости С 1, значительно превышает модуль С,. Пьезоматериал выбирают таким,чтобы соотношение модулей упругости Сел иС(при квадратном сечении пьезоэлемента),а также соотношение сторон пьезоэлемента5 (при ач Ь) обеспечивало условие кратностичастот мод колебаний с последующим возбуждением такого преобразователя импульсов, в спектре которого отсутствуют частоты,равные кратным частотам мод колебаний, где10 а и Ь - стороны пьезоэлемента, а СиньСж, Стг модули упругости пьезоматериала,В излучателях из таких пьезоматериаловвозбуждаются только продольные или только15 сдвиговые моды колебаний. При возбуждениитакого излучателя импульсом с произвольнойдлительностью возникают несколько мод колебаний. Частота каждой моды квадратнойпластинки может быть рассчитана при реше 20 ннн системы линейных однородных уравнений,например для пьезоматерналов тригональнойсистемы,При возбуждении такого преобразователяэлектрическими импульсами, в спектре кото 25 рых отсутствуют частоты, равные кратнымчастотам мод колебаний, могут быть получены упругие сигналы длительностью один, два,три периода основной моды колебаний.Изготовление пьезоэлектрических преобра 30 зователей с кратными частотами мод колебаРедактор Т. Баранова Заказ 4344/16 Изд,1843 Тираж 406 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 ний может быть достигнуто также при определенном соотношении длин сторон прямоугольной пластины пьезоэлемента.Излучатель изготавливают следующим образом.Выбирают пьезоматериал, у которого отсутствуют упругие постоянные Сы и Сы. Рассчитывают значения сторон пьезоэлемента а и 6, при которых возбуждаются кратные моды колебаний. Значение толщины пьезоэлемента выбирают не более 1/10 меньшей стороны. Пьезоэлементы вырезают из монокристалла вдоль соответствующих осей упругой симметрии. Затем наносят на каждый пьезоэлемент электроды. Пьезоэлементы собирают в пьезопакет и устанавливают пьезопакет в металлический корпус, соединяя электроды с корпусом и коаксиальной клеммой.Чем больше модуль Сы превышает модуль Сг, тем меньше разница между частотами мод колебаний. При возбуждении такого пьезопреобразователя электрическим импульсом, в спектре которого отсутствует составляющая с частотой, равной частоте а, будут излучаться упругие сигналы длительностьюодин, два и более периодов основной моды. Предмет изобретения51. Способ изготовления ультразвуковыхпреобразователей, заключающийся в том, что из пьезоэлектрического материала вырезают элемент, ориентированный вдоль соответ ствующсй оси упругой симметрии, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью создания преобразователя для возбуждения коротких импульсов, выбирают пьезоматериал таким образом, чтобы соотношение модулей упругости Си и Сд 15 (при а=о), а также соотношение сторон элемента (при а 6) обеспечивало условие кратности частот мод колебаний.2. Способ по п. 1, отличаюш,ийся тем, чтов случае изготовления квадратного элемента 20 выбирают пьезоматериал, у которого модульупругости Сп в 5 - 10 раз превышает модуль С 2, где: а и б - стороны пьезоэлемента, а Сы, Са 2, , Сп С - модули упругости пьезоматериала.