Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь

(21) 4097591/ (22) 30.08.86 (46) 30.04.88. (71) Каунасс им. Антанаса (72) А. А. Вл (53) 620.179. (56) Авторско509826, кл 25-28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ СПИ САНИ К АВТОРСКОМУ Бюл.16кий политехнический институСнечкусаадишаускас6 (088.8)е свидетельство СССР6 О 1 1 29/04, 1976.(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для ультразвуковых исследований веществ, в медицинской диагностике, дефектоскопии. Цель изобретения - повышение надежности преобразователя за счет обеспечения постоянства его характеристик, а также расширение функциональных возможностей преобразователя за счет излучения отходящих волн. Ультразвуковой пьезоэлектри,ЯО 1392 ческий преобразователь содержит пьезоэлемент в виде конуса с продольной поляри. зацией, часть которого у торцовой поверх. ности выполнена так, что образует многогранную усеченную пирамиду, клиновидные пластинки из деполяризованной пьезокерамики с диэлектрической проницаемостью большей, чем диэлектрическая проницаемость пьезоэлемента, размещенные по одной на каждой грани усеченной пирамиды, электроды, размещенные на свободных поверхностях клиновидных пластинок, торцовый электрод пьезоэлемента. Электроды клиновидных пластинок электрически изолированы один от другого, что обеспечивает излучение отходящих волн в различных направлениях при подаче импульса электрического напряжения на один из электродов и продольных волн при подаче электрического импульса на параллельно замкнутые электроды деполяризованных пластинок. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.1Изобрст(нис относится к коцтрольцоизчерительной технике и может быть исполь. зовано лля ультразвуковых исследований веществ в мелицицкой диагностике, дефекттоскопии.Цельк) изобретения является повышение надежности преобразователя за счет обеспеч(.ция цостоянтвс с 1 О характеристик, д такж( ргсн)и рени( фун кциоцд 1 ыгы х воз мож ностей цреобрагователя за счет излучения отхоляцгих волн.Нд фиг. 1 прелстдвлена схема, поясняющая принцип работы ультразвукового пьезоэ)ектрического преобразователя; нд фиг. 2 разрез А А на фиг. 1.Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь одержит пьезоэ.емент в виде конуса 1 с продольной поляризацией, часть которого у торцовой поверхности выполнена так, что образует мцогограцнук) усеченную пирамиду 2, клиновилные плдтинки 3 - 6 из лс.по чяризовац ИОЙ и возок(рг мики диэлектрической цроницдемостью большей, чем лиэлектри гекая проницаемость цьезоэлечецта 1, рдзчещснные по одной нд каждой грани усеченной пирамиды 2, электроды 7О, разчещеццые цд свободных поверхностях клиновилцых пластинок, торцовый электрол 1 пьезоэлемента 1.Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь работает следующим образом.Импульс электрического напряжения подается между параллельно соединенными электроддми 7 1 О и торцовм электродом 11. Гри этом созлдется электрическое поле в пьезомдтериале и у торцовой поверхности, гле имеется грдлиент электрического поля, возбуждается упругая волна, Параллельное соелинецие всех четырех электродов обеспечивает наибол(е равномерное распределение э,ектрического поля в пьезоматериале. Г 1 оэтому преобладающее значение имеет пролольндя волна, а максимум диаграммы на. правленцости имеется на геометрической оси преобразователя Для излучения продольной ц исходящей волн импульэл(ктрического напряжения подают только на электрод одной из деполяризовднных пластинок. При этом образуется неоднородное электрическое поле, которое способствует возбуждению двух волн: продольной, излучаемой всей торцовой поверхностью, и поверхностной, излучаемой областью между торцовым электродом 11 и электролоч леполяризованной пластинки, на которую подан импульс электрического напряжения. Поверхностная волна, распространяясь к противоположной грани торцовой поверхности, возбуждает отходящую волну в среде, граничащей с торцовой поверхностью.Ацалогичньгй волновой процесс имеет место цри по;аче импульсов электрического напряжения на любой другой электрод деполяризовдццых пластинок. Таким образом можно изменять направление излучения отходящих 10 волн. В случае подачи электрических возбуждаюних импульсов на электроды двух противоположных пластинок электрическое поле становится более равномерным, амплитуда отходящих волн уменьшается, а продольной волны увеличивается.Таким образом, снабжение пьезоэлектрического преобразователя клицовидными деполяризованными пластинками, размещенными у основания пьезоэлемента, с нанесенными на внешние поверхности пласти нок электрически изолированными электродами позволяет повысить надежность ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя за счет обеспечения постоянства его характеристик и расширить его функциональные возможности за счет излучения отходящих волн.формула изобретения1. Ультразвуковой пьезоэлектрическийпреобразователь, содержащий пьезоэлемент в виде конуса с продольной поляризацией и электродом ца торцовой поверхности, отэгичцющийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя за счет обеспечения постоянства его характеристик, пьезоэлемент снабжен клиновидными пластинками из деполяризованной пьезокерамики с ди.электрической проницаемостью, большей диэлектрической проницаемости пьезокерамики пьезоэлемента, и с нанесенными электродами и выполнен так, что его часть, при легающая к торцовой поверхности, образуетмногогранную усеченную пирамиду, на каждой грани которой установлено по одной клиновидной пластинке, а ца их свободных поверхностях размещены электроды.2. Преобразователь по п, 1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности излучения отходящих волн торцовой поверхностью, электроды диэлектрических пластинок изолированы друг от друга.1392495А-АСоставитель С, Арбузов Редактор И. Рыбченко Техред И. Верее Корректор М. 1 ароши Заказ 805/50 Тираж 847 11 олписнос ВНИИИ Государственного комитета СССР но лелам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - -35, Раушслая наб., л 4,5Г 1 роизволственно полиграфическое прелнриятис, г. Ужгород, ул, 11 як лгная, 4