Ультразвуковой наклонный преобразователь (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11)С 01 И 29/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф.Э.Дзержинского(56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий./Под ред. В.В,Клюева. М,: Машиностроение, 1976, т11, с,179.(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ НАКЛОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (ЕГО ВАРИАНТЫ)(57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля материалов и изделий и можетбыть использовано при ультразвуковойдефектоскопии. Целью изобретения является повышение чувствительности при контроле как объемными, так иповерхностными волнами за счет компенсирования потерь ультразвуковойэнергии в призме и на границе раздела. Ультразвуковой наклонный преобразователь содержит призму и пьезопластину постоянной толщины. Пьезопластина установлена на наклоннойграни призмы и выполнена расширяющейся в направлении к передней гранипризмы. При контроле объемными волнами поперечный размер Ь пьезопластинывыбирают в зависимости от расстояния 1 до ее заднего края по формулеЬ = Ь ехр(0;1 ср, где Ь 0 - поперечный размер заднего края пьезопластины; 0 - коэффициент затухания колебаний в материале призмы; К - уголмежду наклонной и рабочей гранямипризмы, а при контроле поверхностными волнами - по формуле П1272221 Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля материалов и изделий и можетбыть использовано при ультразвуковой(УЗ) дефектоскопии,Цель изобретения - повышение чувствительности при контроле как объемными, так и поверхностными волнами засчет компенсирования потерь УЗ энергии в призме и на границе разделаматериал призмы - материал контролируемого изделия,На фиг,1 представлен УЗ наклонныйпреобразователь; на фиг.2 - наклоннаягрань призмы УЗ наклонного преобразователя с установленной на ней пьезопластиной.Ультразвуковой наклонный преобразователь содержит призму 1 и пьезопластину 2 постоянной толщины. Призмавключает наклонную 3, переднюю 4 ирабочую 5 грани. Пьезопластина 2 имеет задний край 6, и установлена нанаклонной грани 3 призмы 1 и выполнена расширяющейся в направлении к.передней грани 4 призмы 1. При контроле объемными волнами поперечныйразмер Ь пьезопластины 2 выбирают взависимости от расстояния 1 до еезаднего края б по формулеЬ = Ь ехр(1 с),где Ь - поперечный размер заднегоакрая 6 пьеэопластины 2;коэффициент затухания УЗколебаний в материале призмы 1;- угол между наклонной 3 и рабочей 5 гранями призмы 1.При контроле поверхностными волнами пьезспластина 2 установлена нанаклонной грани 3 призмы 1 такимобразом, что проекция края пьезопластины 2 совпадает с линией пересеченияпередней 4 и рабочей 5 граней призмы1, а поперечный размер Ь пьезопластины 2 выбирают в зависимости от расстояния 1 до ее заднего края б поформулеЬ = Ьехр(д 1 где)11.УЗ наклонный преобразователь работает следующим образом.Преобразователь устанавливают наконтролируемое иэделие 7 рабочейгранью 5, На пьезопластину 2 подаютэлектрический импульс. Пьезопластина2 преобразует электрический импульсв продольные УЗ колебания, которыечерез наклонную грань 3 поступают напризму 1. При контроле объемными вол 2нами продольные УЗ колебания падают на рабочую грань 5 призмы 1 (причем в этой плоскости плотность потока акустической энергии распределена равномерно по площади благодаря компенсации затухания УЗ колебаний в материале призмы 1 расширением пьезопластины 2), преломляются на границе материал призмы 1 - материал контролируемого изделия 7 и распространяются в контролируемом изделии 7 в виде продольных, или поперечных УЗ колебаний. При контроле поверхностными волнами продольные УЗ колебания падают на рабочую грань 5 призмы 1 под притическим углом и трансформируются в поверхностные УЗ колебания, распространяющиеся в направлении передней грани 4 призмы. Поверхностная волна, распространяясь вдоль границы материал призмы 1 - материал контролируемого изделия 7, образует объемныевытекающие волны, уносящие энергиюот поверхности в объем призмы 1. Приэтом колебания, излучаемые заднимкраем 6 пьезопластины 2, претерпевают максимальные потери, Концентрацияпотока излучаемых УЗ колебаний упередней грани 4 призмы 1 обеспечивается вводом в формулу, по которойвыбирают поперечный размер Ь пьезопластины 2, множителя Й .Пьезопластина может быть выполнена такой формы, которая обеспечивает фокусировку УЗ пучка, Фокусное 35расстояние для участка пьеэопластинытаково, что обеспечивает схождениелучей на длинной части пути пучка впризме. УЗ пучок при этом фокусируется на площадке постоянной ширины на 40рабочей грани призмы, а увеличениеплощади пьезопластины компенсируетзатухание в призме. Формула изобретения 1, Ультразвуковой наклонный преобразователь, содержащий призму и установленную на ее наклонной грани пьезоппастину постоянной толщины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности при контроле объемными волнами, пьезопластина выполнена расширяющейся в направлении к передней грани призмы, причем поперечный размер Ь пьеэопластины выбирают в зависимости от расстояния 1 до ее заднего края по формуле.г ставитель В.Гондаревскийхред Л. Сердюкова Корректор Г. Решетни едактор А.Козоаказ 6332/42 тираж 778 НИИПИ Государстве по делам иэобре 13035, Москва, Ж Подписимитета СССРоткрытийская наб., д. ого Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная з= Ьехр(д" 1, ЭКЮ), где Ь - поперечный размер заднегоокрая пьеэопластины;коэффициент затухания ультразвуковых колебаний в материале призмы;К - угол между наклонной и рабочей гранями призмы.2. Ультразвуковой наклонный преобразователь, содержащий призму и установленную на ее наклонной грани 4пьезопластину постоянной толщины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности при контроле поверхностными волнами, пьезопластина выполнена расширяющейся в направлении к передней грани призмы, причем поперечный размер Ь пьезопластины выбирают в зависимости от расстояния 1 до ее заднего края по 0 формулеЬ = Ь ехр(Р 1 ср) 6.