Поверхностно возбуждаемый пьезоэлектрический преобразователь

. в . , :1 фЪ, А1 МУ СВ К АВТО ЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(54) ПОВЕРХНОСТНО ВОЗБУЖДАЕМЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к неразрушающему контролю. Целью изобретения является повышение разрешающей способности и уменьшение мертвой зоны за счет концентрации поверхностных ультразвуковых в.ин. Кольцевой электрод, выполненный в виде встречно-штыревого двухполюсни а с кон тактными шинами 4 и 5. возбуждает на боковой поверхности звукопровода 1 ультразвуковые поверхностные волны, которые концентрируются по мере их распространения к меньшему основанию 6 конуса звукопровода, размещенного на расстоя нии от кольцевого электрода. равном оади. усУ кривизны последне: При контакте меньшего основания преобразователя с контролируемым обьектом в нем возбуждается узкий слабо расходящийся пучок ультразвуковых колебаний, задержанный относительно входного сигнала, за счет чего повышается разрешающая способность и1 а уменьшается мертвая зона преобразовате- ю ля. 2 ил.Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом контроле,Целью изобретения является повышение разрешающей способности и уменьшение мертвой зоны за счет концентрации поверхностных ультразвуковых волн.1 ГВНэфиг.1 изображен поверхностно воз фуЖдаемый пьезоэлектрический преобразователь. виды сбоку и сверху; на фиг,2 - развертка боковой поверхности поверхностно возбуждаемого пьезоэлектрического преобразователя.Поверхностно возбуждаемый пьезоэлектрический преобразователь содержит звукопровод 1 в виде конуса в пьезоэлектрической боковой поверхностью, размещенный на его поверхности кольцевой электрод в виде встречно-штыревого двухполюсника с двумя гребенками 2 и 3 цлырей, соединенными с контактными шинами 4 и 5, Конус звукопровода может быть усечен плоскостью, образующей его меньшее основание 6. Звукопровод может быть выполнен из пьезоэлектрического материала с пьезоэлектрическим покрытием 7 его боковой поверхности.Поверхностно возбуждаемый пьезоэлектрический и реобразователь работает следующим образом,При подаче напряжения на контактныешины 4 и 5 кольцевого электрода на частоте акустического синхронизма последним возбуждаются поверхностные ультразвуковые волны, которые распространяются по боковой поверхности эвукопровода 1 в направлении вершины конуса или его меньшего основания 6. По мере распространения поверхностные ультразвуковые волны концентрируются таким образом, что максимальная концентрация достигается на расстоянии от кольцевого электрода.равном радиусу развертки этого электрода и его фокусному расстоянию, Поскольку скорость поверхностных ультразвуковых волн существенно меньше скорг сто объемных волн, возрастает задержка сигнала, чем достигается уменьшение мертвои зоны преобразователя,. Достигая меньшего основания 6 конуса линии задержки.поверхностные ультразвуковые волны перехо:" з исследуг.мый объект ;н з показан), преобразуяс на границе раздела в поперечны. ультразвуковые колебания. Благодаря концентрации поверхно; т ых ультразвуковых колебаний на окружности меньшего основания конуса зв копровода формируется узкий слаборасходящийся аксиальносимметричный ультразвуковой пу 10 15 20 25 30 35 40 45 чок при большой эффективности рабочей площади преобразователя, чем достигается повышение его разрешающей способности при ультразвуковом контроле.Для получения равномерного по ампли туде и давлению фронта излучаемой в контролируемый объект волны, чтобы исключить излучение с боковой поверхности звукопровода ультразвуковых колебаний, ее необходимо экранировать от контролируемого объекта, В противоположном случае, когда требуется диаграмма направленности в виде расходящегося ультразвукового пучка, экранировка не нужна, а звукопровод выполняется в виде неусРченного конуса При этом излучающей поверхностью будег ься боковая поверхность эвукопровода, причем излучение возникает, когда излучающая поверхност звукопровода помещена в иммерсионную жидкость, контактирующую с исследуемым объектом,Звукопровод может быть выполнен из непьезоэлектрического материала и, в частности, полым с пьезоэлектрическим покрытием его боковой поверхности, например, напылением пленки окиси цинка или ненесением слоя из гибкого пьезоэлектрика,За счет изменения радиуса кривизны кольцевого электрода, места сечения конуса звукопровода, определяющего радиус меньшего основания. числа штырей двухполюсника достигается изменение ширины излучаемого акустического пучка, время задержки сигнала и ширина полосы рабочих частот, что позволяет управлять эксплуатационными характеристиками преобразователяКроме того, использование кольцевого электрода в виде встречно-штыревого двухполюсника позволяет значительно повысить рабочие частоты преобразователя до значений порядка 1 ГГц при высокой воспроизводимости его характеристик от образца к образцу,Формула изобретения Поверхностно возбуждаемый пьезоэлектрический преобразователь, содержа щий эвукопровод в виде конуса с пеэоэлектрической боковой поверхностью, размещенный на нй кольцевой электрод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и уменьшения мертвой зоны за счет конце трахни поверхностных ультразвуковых волн, кэльцевои электрод выполнен в виде встречно-штыревого двухполюсника .о ш п ырями коцентр", еской формы, ось которых совпадает с осью звукопровода, а мак1658079 Составитель В, СорокинРедактор А, Шандор Техред М.Моргентал Корректор Н, Король Заказ 1711 Тираж 400 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101 симальная длина образующей конуса, ограниченная его вершиной и кольцевым электродом, выбрана равной радиусу кривизныпоследнего,