Пьезоэлектрический преобразователь для ультразвукового контроля

(19) 151) 4 С9/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ил. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке не- разрушающих методов и средств контроля качества материалов (72) О.Р.Заборовский, В.Д.Коряченко, В.И,Посметьев и А.А.Ткаченко (53) 620.179.16(088.8)(56) Шрайбер Д.С. Ультразвуковая дефектоскопия. - И.; Металлургия, 1965, с. 304.Авторское свидетельство СССР В 667887, кл. С 01 Ю 29/04, 1979. 54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАЕЛЬ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ(57) Изобретение касается ультразвукового неразрушающего контроля. Цельюизобре ения является повышение произ.водительности контроля за счет обеспечения равномерной чувствительностик дефектам. В пьезоэлектрическомпреобразователе, содержащем пьезоэлемент 1 и звукопровод в виде призмы 12, на рабочей поверхности призмы2 выполнен по меньшей мере один клинообразный паз, направленный двугранным углом к пьезоэлементу 1. Причемось симметрии паза перпендикулярнаизлучающей плоскости пьезоэлемента1 и не совпадает с его акустическойосью, а ширина основания паза меньшерадиуса пьезпзлемеита 1. 1 з.п. Ф-лы,. Щ1Изобретение относится к ультразвуковому неразрушающему контролю и может быть использовано для контро. ля качества сварных швов дуговой сварки. 5Цель изобретения - повышение производительности контроля за счет обеспечения равномерной чувствительности к дефектам.На чертеже показан наклонный ультразвуковой преобразователь для ультразвукового контроля сварного шва.Наклонный пьезоэлектрический преобразователь состоит из пьезоэлемента 1, звукопровода в виде призмы 2, на которой установлен пьезоэлемент 1 и которая содержит ловушку 3, а также соединительных проводов к электронному блоку дефектоскопа (не показаны). В призме 2 выполнен клиновидный паз 4, направленный острым двугранным углом в сторону пьезоэлемента 1. Паз 4 своим основанием выходит на рабочую поверхность призмы25 4 по всей ее ширине и выполнен в той части рабочей поверхности, которая нахоцится между акустической осью 5 пьезоэлемента 1 и тем краем пьезопластины, который является ближайшим к рабочей поверхности призмы 2. Продольная ось 6 симметрии паза 4 перпендикулярна излучающей поверхности пьезоэлемента 1 и находится на расстоянии 8, равном 0,7 радиуса К пьезоэлемента 1. Ширина й основания па за 4 на рабочей поверхности призмы 2 выбрана равной 0,25 радиуса К пьезоэлемента 1, а глубина паза 4 равна 0,3 радиуса К пьезоэлемента 1. Позицией 7 обозначено контролируемое 40 изделие со сварным швом 8. 50 55 Устройство работает следующим образом,Ультразвуковые колебания от пьезо элемента 1, распространяясь по призме 2, образуют за пазом 4 локальную область звуковой тени. При этом происходит уменьшение отраженной от дефекта энергии ультразвуковых колебаний, что "выпрямляет выпуклую часть диаграммы направленности, и за счет отражения от граней паза 4 ультразвуковых колебаний в направлении краев выпрямленной части диаграммы направленности достигается получение ее равномерной (плоской) части.Ширина Й паза 4 должна быть выбрана в пределах (0,2-0,3)К, чтобы изменение диаграммы направленности (выравнивание ее чувствительности в вертикальной плоскости) было в пределах 15-207., что обеспечивает равномерную чувствительность к дефектам по всей ширине сварного шва при дуговой сварке.Угол наклона граней паза 4 выбирается таким, чтобы отраженные от граней ультразвуковые волны попадали в края диаграммы направленности преобразователя. При соответствующем расположении пьезоэлемента (- - с 0 7) ик фпаза 4 диаграмма направленности формируется так, что эхо-сигнал от какого-либо дефекта при смешении пьезоэлектрического преобразователя в определенных пределах остается неизменным по амплитуде.Форма паза в виде клина, проходящего по всей ширине звукопровода, выбирается потому, что она достаточнопроста по технологии изготовления идает при испытании оптимальные результаты.Продольная ось симметрии паза должна совпадать с направлением излучения, так как в этом случае паз .обла- .дает минимальным экранирующим действием для ультразвуковых колебаний,излучаемых пьезопластиной,Чтобы обеспечить положительный эффект изобретения - повышение производительности контроля сварных швов путем сокращения времени контроля всегосварного шва за один проход преобразователя за счет создания диаграммынаправленности с равномерной характеристикой в заданной области и такимобразом получения равномерной чувствительности по всей ширине сварногошва - необходимо иметь по меньшей мере один клинообразный паз хотя ихколичество может быть и большим, например равным двум или трем.Формула изобретения1. Пьезоэлектрический преобразователь для ультразвукового контроля, содержащий звукопровод и дисковый пьезоэлемент, установленный на звуко- проводе, с выполненным на его рабочей поверхности по меньшей мере одним клинообразным пазом, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности контроля заЗаказ 7801/42 Тираж 799 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 счет обеспечения, равномерной чувствительности к дефектам, клинообразныйпаз своим двугранным углом напранленк пьезоэлементу так, что ось симметрии паза нормальна излучающей плоскости пьезоэлемента и смещена относительно акустической оси преобразователя, а ширина Й основания клинообразного паза выбрана меньше радиуса.К пьезоэлемента. 2. Преобразователь по и.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что ширина Й основания паза н расстояние 1, между продольной осью симметрии клина и акустической осью преобразователя выбраны из соотношений