Ультразвуковой преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии его варианты

(54) УЛЬТРАЗВУКОВ ДЛЯ ПРИЕМА СИГНАЛ ЭМИССИИ (ЕГО ВАР (57) Изобретение шающим методам ко делий и может быт для контроля каче лий, например, св цессе сварки. Цел ОИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙИАНТМ) тся к неразрукачества из- льзовано относ нтрол ь исп ств оряч швов в про бретения я ных ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЮ(71) Ростовский ордена ТрудовогКрасного Знамени государственныуниверситет им. М.А.Суслова(56) Авторское свидетельство ССС 9 920513, кл. 0 01 Б 29/04, 1982 ляется повышение надежности в условиях работы при высоких температурахза счет уменьшения эффекта деполяризации пьезоэлемента при его радиальном нагружении. Пьезоэлемент преобразователя зажат в обойме, выполненной в виде металлических ребер, внутри которой установлена втулка, а снаружи металлические ребра охваченыопорным кольцом. По первому варианту втулка выполнена конической ивставлена с натягом в полый цилиндр,образованный ребрами. Причем втулкаможет быть выполнена из материала скоэффициентом термического расширения большим, чем у материала ребери опорного кольца. По второму варианту металлические ребра образуютусеченный полый конус так, что опорное кольцо может надеваться на негос натягом. 2 с.п. и 1 з.п. ф-лы,1226 40 Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества изделий и может быть использовано для контроля качества горячих изделий, например, сварных швов в про цессе сварки.Цель изобретения - повышение надежности в условиях работы при высоких температурах за счет уменьшения эффекта деполяризации пьеэоэлемен та при его радиальном нагружении,На фиг. 1 изображен ультразвуковой преобразователь, по первому варианту на фиг,2 - то же, по второму варианту.Ультразвуковой преобразователь содержит экранированный кабель 1, корпус 2, протектор 3, к которому приклеен дисковый пьезоэлемент 4, 1зажатый в обойме, выполненной в виде 20 отдельных металлических ребер 5, внутри которой с другой стороны установлена втулка 6. Снаружи металлические ребра 5 охвачены опорным кольцом 7. 25У преобразователя по первому варианту (фиг.1) втулка 6 является конической и в процессе сборки вставляется с натягом, а ребра 5 образуют полый цилиндр, Кроме того, втулка 6 мо- ЗО жет быть выполнена из материала (бронза, латунь) с коэффициентом термического расширения большим, чем у материала ребер 5 и опорнсго кольца 7 (сталь).35 У преобразователя (фиг,2) по другому варианту металлические ребра 5 образуют коническую наружную поверхность, т.е образуют полый усеченный конус так, что опорное кольцо 7 может надеваться на него с натягом.Количество металлических ребер 5 выбирается конструктивно, при этом толщина их должна быть в пределах 1/4-1/1 О диаметра обжимаемого пьезоэлемента. 289 2втулке 6 концами, обжимают пьезоэлемент 4.В случае выполнения элементов преобразователя из материалов с разными коэффициентами термического расширения дополнительное усилие обжатия пьезоэлемента 4 реализуется при его нагревании в стационарном тепловом поле за счет большего расширения втулки 6, чем кольца 7, и цилиндра, образованного ребрами 5.По второму варианту преобразователя (фиг.2) вокруг пьезоэлемента 4 и втулки 6 набираются ребра 5, так, что наружная поверхность становится конической, затем на нее надевается с натягом опорное кольцо 7, при этом происходит обжатие пьезоэлемента 4.Преобразователь работает следуюшим образомПреобразователь устанавливается на исследуемый объект рабочей поверхностью протектора 3, Акустическая волна, распространяющаяся в объекте, воздействует на поверхность протектора 3 и вызывает в ней упругие смещения. Эти смещения по принципу передачи упругой волны в твердом теле передаются пьезоэлементу 4, вызывая его колебания и появление на обкладках пьезоэлемента 4 (вследствие пьезоэффекта) электрических напряжений, выводящихся через экранированный кабель Пьезоэлемент выполняется из пьезокерамики ЦТСили ЦТСНВ. В процессе работы пьезоэлемент 4 находится постоянно в обжатом состоянии по боковой поверхности, что уменьшает переориентацию доменов в пьезокерамике под действие высоких температур и увеличивает надежность преобразователя при использовании его для контроля горячих. объектов по сигналам акустической эмиссии. Формула изобретенияРадиальное механическое обжатиепьезоэлемента 4 достигается в первомварианте следующим образом,50Вокруг пьезоэлемента 4 набираются ребра 5 в виде цилиндра и на нихснаружи надевается опорное кольцо 7.Затем со свободного торца цилиндра,образованного ребрами 5, внутрь вводится с натягом коническая втулка 6.Ребра 5 цилиндра, как рычаги опираясь на кольцо 7 противоположными 1,Ультразвуковой преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии, содержащий корпус и размещенные в нем дисковый пьезоэлемент, закрепленный в обойме, и протектор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности в услоьиях работы при высоких температурах, обойма выполнена в виде металлических ребер, образующих полый ци1226 10 Составитель С.ВолковТехред И.Попович Корректор Л,Пилипенко" аГунько 122 40 За Подписикомитета СССР и открытийаушская наб., д, 4/ ул. Проектн приятие, г. Уж линдр, опорного кольца охватывающего полый цилиндр, и конической втулки, установленной с натягом внутри полого цилиндра.2, Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что коническая втулка выполнена из материала с коэффициентом термического расширения большим, чем у материала полого цилиндра и опорного кольца. 3. Ультразвуковой преобразовательдля приема сигналов акустической Тираж 778 НИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, зводственно-полиграфическо 289 4эмиссии, содержащий корпус и размещенные в нем дисковый пьезоэлемент, закрепленный в обойме, и протектор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности в условиях работы при высоких температурах, обойма выполнена в виде металлических ребер, образующих полый усеченный конус, цилиндрической втулки, установленной внутри полого усеченного конуса, и опорного кольца, внутри которого установлен с натягом полый усеченный конус.