Ультразвуковой катящийся преобразователь

(54) УЛЬТР ОБРАЗОВАТЕ (57) Изобр акустичес контроля, повышение разователя сплющивани поджатии к повмого изделия.развуковым кат следнего, 2 и зователем ся п ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБ АЗВУКОВОЙ КАТЯЩИЙСЯ ПРЕЛЬетение относится к области ких методов неразрушающего Целью изобретения является помехозащищенности преобблагодаря обеспечению я преобразователя при егоерхности контролируеПри сканировании ультизделия 7 на жесткий вал 6 постоянно действует усилие поджатия. Данное усилие обеспечивает деформацию выполненных в виде концентричных упругих цилиндрических труб резонаторов 1 и 2 и пьезоэлектрического элемента 3. В результате деформации изменяется только форма пленочного,пьезоэлектрического элемента, его рабочие параметры остаются неизменными. Акустический контакт преобразователя с изделием 7 осуществляется через размещенный на внешней цилиндрической поверхности наружного резонатора 1 эластичный протектор 4. Увеличениегс площади контакта и упрощение пьезо- а электрического элемента 3 повышает остроту диаграммы направленности и снижает зависимость коэффициента С:о пропускания на границе преобразователь - изделие 7 от величины неровнос-=.Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано, например при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии 5 многослойных протяженных изделий.Целью изобретения является повышение помехозащищенности преобразователя за счет увеличения остроты диафрагмы направленности и снижения зави р симости коэффициента пропускания УЗ колебаний на границе контролируемое изделие - УЗ катящийся преобразователь от величины неровностей на поверхности контролируемого изделия. 15На фиг. 1 схематично представлен УЗ катящийся преобразователь, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг 1.УЗ катящийся преобразователь содер.2 р жит два концентрично расположенных эластичных резонатора 1 и 2, выполненных в виде цилиндрических труб, и установленный между ними упругий трубчатый пленочный пьезоэлектричес кий элемент 3. Преобразователь также содержит размещенный на внешней цилиндрической поверхности наружного резонатора 1 эластичный звукопрозрачный протектор 4, размещенный навнутренней цилиндрической поверхности внутреннего резонатора 2 эластичный поглотитель 5 и жесткий вал 6, ось которого совпадает с осью вращения преобразователя.УЗ катящийся преобразователь работает следующим образом. В качестве пьезоэлектрического элемента 3 используется, например, 4 р поливинилиденфторидная пленка толщиной 3 = 50 мкм, в качестве материала резонаторов 1 и 2 - полиэфируретан марки ОКУ-В с твердостью по Шору 97 ед., в качестве материала протек тора - полиэфируретан с твердостью по Шору 15 ед., а в качестве материала поглотителя 5 - пористая резина, Акустический импеданс лолиэфир.- уретана близок к акустическому импендансу полимерного пьезоматериала, это повышает эффективность работы резонаторов 1 и 2. Резонаторы 1 и 2 имеют одинаковую толщину Ь=З мм (Ь 8), а периметр и ширина пьезоэлектрического элемента 3 равны соответственно Ь и Н. Рабочие частоты Г УЗ катящего преобразователя определяются его геометрическими размерами из выражений: с с-- й4 Ь ф й 2 Ь з 2 Нгде с - скорость распространения УЗколебаний в материале резонаторов 1 и 2.УЗ,катящийся преобразователь устанавливается на поверхность контролируемого изделия .7 и сканирует ее.Присканировании пьезоэлектрический элемент 3 вместе с резонаторами 1 и 2катится по поверхности изделия 7,Постоянно действующее при контролеусилие поджатия Р, воздействующеена вал 6, обеспечивает деформациюрезонаторов 1 и 2, элемента 3 и поглотителя 5,Деформирование резонаторов 1 и 2и элемента 3 не изменяет их параметров, а изменяет только форму. Придиаметре преобразователя 60 мм и егоширине 30 мм при изменении усилияподжатия от О до 15 кгс площадь акустического контакта увеличивается до15 см 2 . Широкая диаграмма направленности преобразователя обеспечивает излучение и прием УЗ колебаний, не несущих информации о дефектности изделия 7, что, в первую очередь, относится к поверхностным волнам, в частности - при контроле многослойных изделий - антисимметричным волнам Лэмба.Сужение диаграммы направленности засчет увеличения площади акустическогоконтакта преобразователя позволяетснизить излучение и прием помеховыхсигналов. Особенно эффективно УЗ катящийся преобразователь позволяет усттранить влияние антисимметричной волныЛэмба, распространяющейся по покрытиюили корпусу контролируемого изделия.Осуществляется это установлением размера акустического контакта вдоль направления распространения помеховойволны, равным ее длине, т.е. длиневолны УЗ колебаний помеховой волны,что осуществляется путем измененияусилия прижатия Р. Увеличение площадиакустического контакта также приводитк тому, что при контроле изделий снеровностями на поверхности происходит незначительное относительное изменение площади акустического контакта в ходе сканирования. Формула изобретенияУльтразвуковой катящийся преобразователь, содержащий два резонатора установленный между ними пленочный1430874 пьезоэлектрический элемент и эластичный эвукопрозрачный протектор, о т -л и ч а ю щ и й с,я тем, что, сцелью повышения помехозащищенности,резонаторы и пьезоэлектрический элеиР Составитель В. ГондаревскийРедактор М. Циткина Техред Л,Сердюкова Корректор М. и ака дписноеССР ого комитета ий и открыти д, 4 аушская н оиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Пр тная,5338/47 ВНИИПИ по 113035, Тираж 847 Государствен лам изобрете осква, Ж, мент выполнены в виде концентричных эластичных цилиндрических труб, а протектор размещен на внешней цилиндрической поверхности наружного резонатора.