Ультразвуковой преобразователь

(56) 1. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля, М "Машиностроение", 1981, с. 112.2. Авторское свидетельство сссР по заявке Р 3267077/28,кл. Н 01 29/04, 27.04,81 (прототип) .(57) 1, УДЬТРАЭВ теЛЬ, содержащи рроидальную катушк ности с магнитопро но расположенную о элемента, о т л и тем, что, с целью верйости контроля ния угловой разреш ти, он снабжен дву торроидальными кат ности с магнитопро ными в плоскостях, плоскости основной ненными с магнитоп ней. водом, коаксиальтносительно пьеэоч а ю щ и й с я повышения достоза счет увеличеающей способносмя дополнительными ушками индуктивводами, размещен- перпендикулярных катушки, и соеди" роводом послед 2. Преобразователь.по п, 1, ол и ч а ю щ и й с я тем, чтопьезоэлемент выполнен в виде сферИзобретение отноСится к измери"тельной технике и может быть использовано при ультразвуковом контроле.Известен преобразователь, содер-.- жащий пьезоэлемент с емкостным узломвозбуждения и призму, по поверхностикоторой может перемещатьсяьезоэлемент Я ,Недостатками такого преобразователя являются малая точность измерения направления ультразвука и ниэкая производительность контроля.Наиболее близким к предлагаемомуявляется ультразвуковой преобразователь, содержащий пьезоэлемент и,торроидальную катушку ийдуктивностис магнитопроводом, коаксиально расположенную относительно пьезоэлемента 2 .Недостатком этого преобразователяявляется низкая разрешающая способность иэ-за того, что он обладаетосесимметричной косинусоидальной диаграммой направленности, что, в своюочередь, не позволяет определять амплитуду и направление ультраэвуковой 25волны, а лишь величину ее проекциина ось преобразователя.Цель изобретения - повышение досто"верности контроля эа счет увеличенияугловой разрешающей способности преобразователя.Указанная цель достигается тем,что ультразвуковой преобразователь,содержащий пьезоэлемент и торроидальную катушку индуктивности с магнитопроводом, коаксиально расположенную З 5относительно пьезоэлемента, снабжендвумя дополнительными торроидальнымикатушками индуктивности с магнитопроводами, размещенными в плоскостяхперпендикулярных плоскости основной 40катушки, и соединенными с магнитопроводом последней,Пьезоэлемент выполнен в видесферы,На фиг. 1 изображена принципиальная схема преобразователя, на фиг.2конструкция преобразователя, разрез.Преобразователь состоит иэ сферического пьезоэлемента 1, катушек2"4 индуктивности на магнитных фер"ритовых сердечниках 5-7, закрепленныхв корпусе 8, выполненном из оргстекла с крышкой 9 и токовыми выводами 10.Преобразователь работает следующим образом,Падающая ультразвуковая волна вызывает в пьезоэлементе токи смещения, а следовательно, переменное магнитное поле вокруг него, а в катушках - индукционные токи. Если вектор падаю-. щего поля спроектировать на нормали к плоскостям катушек, то амплитуды напряжений, снятых с катушек 2-4, пропорциональны величинам проекций. Амплитуда падающей волны определяется следующим образом:Ц О ,О01 фОЗгде О - опорный сигнал, прошедшийиэ первого квадранта;О - синфазный сигнал на катушке 3;0 - сигнал на катушке 4,угол падения лучаЕсли разделить полупространство, в котором находится источник излучения на четыре квадранта, то можно определить направление откуда пришей луч. Например., если 0 имеет отрицательный сдвиг по фазе, а 0 - положительный, то луч пришел со второго квадранта, если О - отрицательный, О - отрицательный сдвиг по фазе, то луч пришел с четвертого квадранта, Зная проекции амглитуды ультразвуковой волны на ортогональный базис, можно по соотношению их определить угол падения и направление ультразвуковой волны, а также амплитуду, как векторную сумму всех составляющих проекций,т,е. такой преобразователь позволяет принимать сигналы от разных дефектов одновременно, не требуя подстройки на каждый из них.Конструктивный вариант позволяет измерять две проекции амплитуды ульт" развуковой волны, т.е, показать работу преобразователя в плоскости.Таким образом, предлагаемый преобразователь позволяет определять амплитуду ультразвуковой волны, угол падения и направление в пространстве, что позволяет принимать сигналы под разными углами одновременно.Применение преобразователя повышает производительность контроля, так как изменение угла наклона ввода луча не требует дополнительной настройки.1026844Составитель Н.Слюсаренко едактор Т.Веселова Техред С.Мигунова КорректорВ.Гирняк. 21/10 Тираж 492 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретениЯ и открытий113035 Москва, 3-35, Раушская наб д. 4/5лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4