Ультразвуковой преобразователь сдвиговых волн

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 09 01 И 29 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У ТОРСИ,чения иэ а счет обе ема сдвиго ожностеения и ых и продольизделия 7 При контроленты 3 и 4,ных волн пьезоэле установленные остной призме 11литехническа Снечкусаи Л,В.Юоэон8. 8) й и венно на жи соответс 1 и твер контакти в них етельство СССВ 1/06,рые на г ражаются руются. костной ОБРАЗОВАТЕЛ(57) Изобр ВУКОВОЛН ров призм элементов мальный в и сдвигов мя распро од в изделие продоль тение касается нераэруша ля. Цель изобретения явл ение функциональных возщего контр ется расши ых волн и их одинаковоестранения в призмах. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(61) (21) (22) (46) (71) ститу (72) (53) (56) 1 В 87 С 01 8762013916283/25-2826.06.8523.03.87, ВюлКаунасский пот им, АнтанасС,И.Саяускас620.179.16(08Авторское сви201, кл, В 06И 29/04, 1980 отелои призме 2, которые уют между собой, излучают дольные волны 8 и 10, котоанице 5 раздела призм отпреломляются и трансформиыбор острого угла с жидризмы, материалов и размеи условий размещения пьеэо на них обеспечивает нор(3) Изобретение относится к неразрушающему контролю, может быть использовано для коитроля материалов и изделий, например для определения их Физико-механических свойств и явля ется усовершенствованием известногоустройства по авт,св. Ф 876201,Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей за счетобеспечения излучения и приема сдвиговых и продольных волн,На чертеже изображен ультразвуковой преобразователь сдвиговыхволн,Преобразователь содержит жидкост 15ную призму 1 и прямоугольную с равными сторонами твердотелую призму2, которые контактируют одна с другой, идентичные пьезоэлементы 3 и4, установленные соответственно напризмах 1 и 2 так, что их акустические оси пересекаются на границе5 раздела призм, и корпус б,предназначенный для обеспечения герметичности жидкостной призмы 1, причемрасстояния Й, Йи Й от точки пересечения акустических осей пьезоэлементов до соответственно пьезоэлементов 3 и 4 и рабочей поверхностипреобразователя удовлетворяют усло( - ,1 (Сьа, 1) + СзС С ф21 где С , С- скорости распространения продольных ультразвуковых волн соответственно в жидкостной и твердотелойпризмах;С " скорость распростратнения сдвиговых волнв твердотелой призме, а острый угол с жидкостной призмы и материалы ее и твердотелой призмы выбраны из условий где Р,р - плотности соответственно жидкостной и твер-, дотелой призм. На схеме обозначены контролируемое изделие 7, продольные волны Я, излучаемые пьезоэлементом 3 и трансформированные в твердотелой призме 2 сдвиговые волны 9, излучаемые пьезоэлементом 4 продольные волны 10 и продольные волны 11, отраженные от границы 5 раздела призм и сдвиговые волны 12 и 13, соответственно отраженные в твердотелой призме 2 и прошедшие в жидкостную призму 1Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом.Пьезоэлемент 3 излучает продольные ультразвуковые волны 8 в жидкостную призму 1, которые распространяются со скоростью С , На границе 5 раздела призм 1 и 2 продольные волны 8 преломляются в твердотелой призме 2 под углом р= 45 и полностью трансформируются в сдвиговые волны 9, распространяющиеся в твердотелой призме 2 со скоростью С2 При этом преломленных продольных волн в призме 2 не существует, так как при ф= 45 и угле сс ,выбранном из условий (1), коэффициент прозрачности продольных волн равен нулю, Кроме того, при выполнении условий (3)существует также отраженных от границы 5 раздела призм 1 и 2 продольных волн, так как коэффициент отражения продольных волн в этом случае равен нулю. Из твердотелой призмы 2 сдвиговые волны 9 поступают в контролируемое изделие 7, Одновременно пьезоэлемент 4 излучает в твердотелую призму 2 продольные ультразвуковые волны 10 такой же частоты, как и волны 8, которые распространяются со скоростью С и падают на граЬницу 5 раздела призм. Так как расстояния Й, Й, и Й удовлетворяют условию (1), отраженные от границы 5 раздела призм продольные волны 11 приходят к рабочей поверхности преобразователя одновременно со сдвиговыми волнами 9. Отраженные от дна изделия 7 сигналы сдвиговых и продольных волн поступают обратным путем соответственно на пьезоэлементы 3 и 4,Сдвиговые волны 12 и продольные волны 13, образующиеся при отражении и преломлении продольных волн1298649 с 1, = с 1 (СьРттгде С, С Составитель М.АндрееваРедактор М.Бланар Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни Заказ 882/46 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 1 О от границы 5 раздела призм, рассеиваются случайно профилированными поверхностями призмы 2 и корпуса 6. 5, За счет выполнения условия (1) при использовании дпя контроля одного дефектоскопа (не показан) на его экране наблюдаются последовательно по времени зондирующий им- Ю пульс, импульс, соответствующий отраженным от рабочей поверхности призмы сдвиговым 9 и продольным 11 волнам, совпадающим по времени приема их пьезоэлементами 3 и 4, им пульс продольных волн и импульс сдвиговых волн, что упрощает измерение времени распространения продольных и сдвиговых волн, по которым определяют скорости распространения сдвиговых и продольных волн в материале изделия и постоянные упругости материала изделия 7,Таким образом, ультразвуковой пре образователь сдвиговых волн обладает более широкими функциональными воэможностями за счет обеспечения излучения и приема не только сдвиговых, но й продольных волн. Формула изобретенияУльтразвуковой преобразователь сдвиговых волн по авт,св. Р 876201, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воможностей за счет обеспечения излучения и приема сдвиговых и продольных волн, он дополнительно снабжен вторым пьезоэлементом установУленным на боковой грани твердотелой призмы так, что акустические оси пьезоэлементов пересекаются на границе раздела призм, а расстояния Д, Й и И от точки пересечения акустических осей пьезоэлементов до соответственно первого и второго пьезоэлементов и рабочей поверхности преобразователя удовлетворяют условию: 1)СФскорости распространения продольнък ультразвуковых волн соответственно в жидкостной и твердотелой призмах;скорость распространения сдвиговых волн в твердотелой призме.