Ультразвуковой преобразователь

(19) И М 29 04 6 В 1/06 ЕТЕНИ едоваотке нетв конт диска, сталь лемента 2 в диаметр ко- пьезоэлеменента 1 в вид ины 4 и пьез ьезоэл ла огор е диаметр чивает тр СССР72. сФормацию вых коле ультразвук ространени в пьезоэл амплитуда х изп мент 2, Вследнятых с по2 электриает, 1 ил,ьезоэлеме алов возр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ(21) (22) (46) (71) тельс разруб роля (72) 53) (56) Р 459 3941914/25-2829.04.8507,03,87, Бюл. У 9Всесоюзный научно-исский институт по разрачающих методов и средкачества материаловВ.Н.Соседов и В.Н.Колм620,179,16(088.8)Авторское свидетельст264, кл, В 06 В 1/06,(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля изделий, Целью изобретения является овышение чувствительности за счет величения концентрации энергии пр имаемых колебаний, Выполнение уль развукового преобразователя в вид оосно и контактно установленных иде короткого стержня торого мень та 1, обесп принимаемыхний при рас зоэлемента ствие этого верхности п ческих сиги95325 2по сравнению с площадью о новацияпьезоэлемента 1,При работе в активном вариантеконтроля возбуждающее электрическоенапряжение подается на электродыпьезоэлемента 1, а прием упругих колебаний производится аналогично приему сигналов акустической эмиссии.Максимальный коэффициент 1( уси 3 1 О ления принимаемых сигналов для данного ультразвукового преобразователяможет быть определен исходя из теории ступенчатьгл магнитострикционныхконцентраторов ультразвука 152=(1 г Устройство работает следующим образом.Преобразователь устанавливают большим основанием на поверхность контролируемого изделия 5 и принимают сигналы акустической эмиссии. Упругие колебания при этом воспринимаются пьезоэлементом 1 в виде диска, который совершает преимущественно радиальные колебания, и после прохождения через пластину 4 трансформируются в колебания сложного вида пьезоэлемента 2 в виде короткого стержня. Электрический сигнал может быть снят как с поверхности пьезоэлемента 1, так и с поверхности пьезоэлемента 2. Однако амплитуда последнего вследствие трансйормации колебаний и концентрации энергии, обусловленной уменьшением диаметра пьезоэлемента, тем больше, чем меньше площадь основания пьезоэлемента 2 1 12Изобретение относится к неразру"шающему контролю и может быть использовано для ультразвукового контроля изделий преимущественно методом акустической эмиссии..Цель изобретения - повышениечувствительности за счет увеличенияконцентрации энергии принимаемыхколебаний,На чертеже изображен ультразвуковой преобразователь,Преобразователь содержит соосныепьезоэлементы 1 и 2 с нанесенными на их торцевые поверхности электродами 3 и пластину 4, размещеннуюмежду пьезоэлементами соосно и кон-.тактно к ним, Причем диаметры д иЙ. и толщины С ипьезоэлементов 1 и 2 выбраны иэ соотношений ф (З 10) 1 1 (1 2) 1 (1)а (1,5-2)1а пластина 4 выполнена иэ токопроводящего материала с волновым сопротивлением в 1,5-2,0 раза большим волнового сопротивления материала пьезоэлементов.Позицией 5 на чертеже обозначено контролируемое изделие,Выбор диаметров й и д и толщин1, и, пьезоэлементов 1 и 2 изсоотноиений 1,1, полученных экспериментальным путем обеспечивает выполнение пьезоэлемента 1 в виде диска, а пьезоэлемента 2 - в виде короткого стержня. Пластина 4 является для обоихпьезоэлементов 1 и 2 присоединен 20 ной массой и рассогласовывает их резонансные свойства, что приводит красширению амплитудно-частотной характеристики преобразователя,Выполнение же пластины из мате 25 риала с волновым сопротивлением, в1,5-2,0 раза большим волнового сопротивления материала пьезоэлемента 2 в виде стержня, обеспечиваетнаилучшие характеристики последнего,30 а также стабильность амплитудно-частотной характеристики ультразвукового преобразователя при контролематериалов с широким диапазономизменения волновых сопротивлений,Выбор для изготовления пластинытокопроводящего материала позволяетисключить наличие дополнительных выводов с пьезоэлементов 1 или 2Установлено, что оптимальная толщина пластины 4 должна быть выбранасоизмеримой толщине пьезоэлемента 1и не менее 202 его толщины. Выбор жедиаметра с 1 з пластины из условияЙ 2 Ысд, позволяет осуществлять кор 45 ректировку амплитудно-частотной характеристики преобразователя,Выбор толщин й 1: пьезоэлементов 1 и 2 преобразователя осуществляют исходя иэ требуемого частотногодиапазона а остальные размеры элементов преобразователя выбирают изуказанных условий,Таким образом, предлагаемый ультразвуковой преобразователь обладает более высокой чувствительностью,55Формула изобретения Ультразвуковой преобразователь,содержащий два пьезоэлемента с элек( Редактор О,Бугир Заказ 613/52 Тираж 777 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 3 129аВтродами, установленные соосно, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности за счет увеличения концентрации энергии принимаемых колебаний, он снабжен пластиной, размещенной между пьезоэлементами соосно и контактно к ним и выполненной из материала с 5325 4волновым сопротивлением, в ,5-2,0 раза большим волнового сопротивления материала пьезоэлементов, а диаметры 4 И и толщины 1 С пьезоэлементов выбраны из соотношений