Способ контроля качества соединительных слоев между пьезоэлементами в составных пьезопреобразователях

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ВП С 01 Н 04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИ ТЕЛЬСТ А ВТОРСНО пьезопреобразователях от неразрушающему контролю,итс частнос ения ООУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидетельство СССР Ф 406154, кл, С 01 И 29/04, 1973,Исаенко Ф.И. Методы контроля пьезокерамических блоков электро- акустических устройств. - Восьмая Всесоюзная научно-техническая конференция по неразрушающим физическим методам и средствам контроля: Доклады, - Кишинев, ВНИИНК, 1977, ч1, с. 84(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ СЛОЕВ МЕБДУ ПЬЕЗОЭЛЕМЕН ТАМИВ СОСТАВНЫХ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Способ контроля качества соединения пьезоэлементов ,в составных БО 1229677 ти к методам контроля составныхпьезопреобразователей. Цель изобрет повышение информативностиконтроля качества соединительныхслоев (клеевых или паяных) пьезоэлементов в составных пьезопреобразователях. Предлагается определять влияние дефектов на передачу акустической энергии через соединительныйслой, минуя стадию их обнаружения.Для этого каждый пьезоэлемент, входящий в состав пьезопреобразователяпоследовательно включают как излучающий, а следующий за ним - какприемный. По снимаемым с приемногопьезоэлемента амплитудно-частотнымхарактеристикам судят об акустической прозрачности соединительногослоя. 3 ил.Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано для определения качества соединения пьезоэлементов в составных пьезопреобразователях.Целью изобретения является повьппение информативности контроля за счет определения акустической проз-, рачности соединительных слоев,На фиг. 1 представлены амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) качественного соединительного слоя и соединительного слоя с непроклеем составного пьезопреобразователя на фиг, 2 - АЧХ трех бездефектных слоев составного преобразователя; на фиг. 3 -АЧХ соединительных слоев составного преобразователя, один из которых имеет дефект.Сущность способа контроля качества соединительных слоев между пьезоэлементами в составных пьезопреобразователях заключается в следующем,Пьезопреобразователь, состоящий из и элементов, соединенных между собой слоем клея или припоя и снабженных по концам накладками, представляет собой сложную колебательную систему. При этом передача энергии от излучателя к приемнику зависит от качества соединительного слоя, через который она передаетсяКачество соединительного слоя зависит от предварительной подготовки соединяемых поверхностей, толщины и разнотолщинности соединительного слоя, размера частиц наполнителя, способа нанесения и отверждения клея в случае применения клее. вого соединения, применяемых Флюсов, сплава и режимов ультразвуковой пайки в случае применения паянога соединения. Основным критерием качества соединительных слоев в данном случае является способность соединительного слоя передавать акустическую энергию от пьезоэлемента к пьезоэлементу на рабочей частоте с наименьшими потерями. Это свойство сое динительного слоя, в данном случае, определяется наличием в нем макро- и микродефектов, его прочностными и деформативными характеристиками. Поэтому, определяя акустическую прозрачность каждого слоя, можно судить 5 О 15 20 30 35 40 45 50 о его качестве минуя процесс обнаружения дефектов. Повышается информативность контроля также благодаря контролю каждого соединительного слоя в отдельности.Способ осуществляется следующим образом.Б составном пьезопреобразователе, состоящем из п пьезоэлементов, соединенных между собой слоями клея или припоя, последовательно каждый и-й пьезоэлемент (при изменении и от 1 до уменьшенного на единицу общего числа пьезоэлементов в пьезопреобразователе) подключается, например, к генератору качающейся частоты и исйользуется как излучатель акустической энергии, а (и+)-й пьезоэлемент подключается к измерительной схеме и используется как приемник, Генератор качающейся частоты при постоянной амплитуде плавно изменяет частоту сигнала, подаваемого на излучающий пьезоэлемент в пределах 07-1,3 рабочей резонансной частоты пьезопреобразователяСигнал, снимаемый с приемного пьезоэлемента, регистрируется например, двухкоординатным самописцем, Параметры получаемой для каждого слоя АЧХ (перепад напряжений на резонайсе и антирезонансе, резонансная час- тота и резонансный промежуток) являются браковочными критериями, так как находятся в прямой зависимости от способности соединительного слоя передавать акустическую энергию, т.е, от акустической прозрачности слоя. При наличии в одном из соединительных слоев непроклея его АЧХ резко отличается от аналогичной характреистики качественного соединительного слоя (фиг, 1), Если акустическая прозрачность соединительньгх слоев незначительно отличается, то их АЧХ весьма похожи (Фиг. 2), Наличие дефекта в одном из соединительных слоев составного пьезопреобразователя характеризуется меньшим, чем у остальных соединительных слоев, перепадом напряжений и повьппенной резонансной частотой (фиг. 3). Определение акустической прозрачности соединительных слоев по отдельности по их АЧХ позволяет повысить информативность контроля, так как это позволяет оценить качество каждоСпособ контроля качества соединительных слоев между пьезоэлементами в составных преобразователях, заключающийся в том, что возбуждают ультразвуковые колебания в соединительных слоях составного преобразователя и принимают прошедшие ультразвуковые колебания, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения информативности контроля за счет определения акустической прозрачнос 1 Составитель С, Волкоктор И, Николайчук Техред Л.Олейник Корректор М. Самборская Под ета СССРТираж НИИПИ Государстве по делам изобрет 13035, Москва, Ж ака олиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проеткная,Производстве 3 1229677 4 го из соединительных слоев состав- ти соединительных слоев, возбужденого пьезопреобразователя. ние и прием ультразвуковых колебанийосуществляют поочередно в каждом Формула изобретениясоединительном слое с помощью пьезоэлементов, непосредственно приЯегающих к этому слою, возбуждениепьезоэлементов осуществляют электрическим сигналом постоянной амплитуды с частотой, изменяющейся в дианазоне 0,7-1,3 резонансной частотыпреобразователя , и по полученным амплитудно-частотным характеристикам определяют акустическую прозрачность соединительныхслоев