Датчик сдвиговых волн

Союз Советскнк Соцналнстнческнк РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЖИТЕЛЬСТВУ МО,(61) Дополнительное к авт. свмд-ву(22) Заявлено 09,07,79 (21) 2791292/25-28 (51)М. КЛ. с присоединением заявки Нов(23) Приоритет С 01 й 29/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Л,В.Юозонене и С.И,Саяускас Каунасский политехнический институт им.Антанаса Снечкуса(54) ДАТЧИК СДВИГОВЫХ ВОЛН А: - агс в 1 оС1Са Изобретение относится к ультразвуковым измерениям и дефектоскопии и может быть использовано при исследовании и контроле качества материалов и изделий.Известен датчик, который содержит пьеэоизлучатель и волновод с вырезом, Образующим прямой двугранный угол, в который вставлен пьезоиэлучатель 13 .Недостатками этого датчика являются малая интенсивность сдвиговых волн и низкая чувствительность измерений, так как продольные волны, являющиеся более интенсивными, распро страняясь вдоль волновода, уносят основную часть энергии. Недостатком является также то, что рабочий частотный диапазон лежит в окрестности нечетных гармоник пьеэопреобраэовате ля,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является датчик сдвиговых волн, содержащий пьезопреобразователь и расположенную на его г.оверхности усеченную трехугольную призму Г 2 .Однако наличие в твердой призме кроме сдвиговых также продольных волн снижает чувствительность датчика, 30 Цель изобретения - повьваение чувствительности.Поставленная цель в изобретении достигается за счет того, что он снабжен второй, идентичной первой, призмой, размещенной на другой поверхности пьезопреобраэователя, и Т-образным волноводом, установленным между призмами вдоль оси пьезопреобразователя, а острые углы призм выбираются из со- отношения где С - скорость продольных волн вматериале призм;Ся - скорость рэлеевских волн вматериале волновода.На чертеже представлена конструкция описываемого датчика.Датчик содержит преобразователь 1 продольных ультразвуковых волн, Т-образный волновод 2, две усеченные идентичные трехугольные призмы 3 с острым углом д., акустически контактирующие с плоскостями преобразователя 1 и боковыми поверхностями Т-образного волновода 2 .Датчик сдвиговых волн действует следующим образом.В 6 112 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 7771/63 Тираж 910 ПодписноеФилиал ППП Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Пьезоиэлучатель 1 излучает продольные ультразвуковые волны, которые распространяются н материале призм 3 со скоростью С . Эти волны при падении на заднюю грань призм под углом Ю. от- ражаются от ее и падают на плоские боковые поверхности Т-образного волновода 2 под углом 2 с 1 Угол 2 сС является углом максимального возбуждения на поверхности волновода 2 рэлеенских волн . Рэлеевские волны, распространяясь со скоростью С по поверхности волновоца 2, встречают на своем пути препятствие, образованное ныступом под углом 90 к поверхности, и превращаются в объемные сдвиговые волны. Прч этом материалы призм 3 и волно вода 2 выбраны так, чтобы скорость продольных волн С н материале призм 3 была меньше скорости сдвиговых волн в материале тела 2.При этом, для обеспечения условий 20 максимального возбуждения рэлеевских волн на боковых поверхностях Т-образного волновода, угол сСпризр 3 должен быть равен д.= -агсэп -; Ввиду того, что обе стороны пьеэо преобразователя 1 являются рабочими, и пьезопреобразователь 1 нагружен с обеих сторон одинаковыми акустическими импедансами призм 3, предлагаемый датчик является широкодиапаэонным, причеч может работать при частотах, равных не только нечетным, но и четным гармоникам льезопреобраэователя ",. Кроме того, использование акустической энергии обеих сторон преобразователя 1 и то,что энергия продольных волн полностью пренращается в энергию рэлеевских акустических волн, обеспечивает превращение практически всей акустической энергии пьеэопреобраэователя 1 н сдвиго вые волны, Этим поясняется повышение чувствительности и эффективности предлагаемого датчика сдвиговых волн,Таким образом, предлагаемый датчик сдвиговых волн имеет высокую чувствительность, поскольку он имеет высокий коэффициент трансформации энергии продольных ультразвуковых волн н энергию сдвиговых волн. Датчик сдвиговых волн, содержащий пьезопреобразователь и расположенную на его понерхности усеченную трех- угольную призму, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен второй, идентичной перной, призмой, размещенной на другой поверхности пьеэопреобразователя, и Т-образным волноводом, установленным между призмами вдоль оси пьезопреобразователя, а острые углы призм выбраны из соот- ношения где С - скорость продольных нолн н материале призмр С - скорость рэлеенских волн в материале волновода. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 503602, кл . В 06 В 1/06, 1972,2, Третья Всесоюзная межвузонскаяконференция по вопросам ультразвуковой спектроскопии. Каунас, 1969,с. 6 0-61 прототип) .