Ультразвуковой преобразователь с переменным углом ввода

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (й 9 22 51)5 6 ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТ КРЫТИЯ Я Е ЗС)БР И ЕТЕЛЬСТВ ВТОРСКОУ венноеобьединение строения. "ЦНИИТ(21) 4867298/28(56) Авторское свидетельство СССР В 728076, кл. 6 01 И 29/04, 1976,Авторское свидетельство СССР М 1357839, кл. 6 01 й 29/04, 1986.(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ПЕРЕМЕННЫМ УГЛОМ ВВОДА (57) Изобретение отновится к области не- разрушающего контроля. Целью изобретения является повышение надежности 72733 А 1 преобразователя и упрощение его конструкции. Для установки и Фиксации требуемого угла ввода в преобразователе, содержащем призму 1 с кольцевым пазом, образованным цилиндрической поверхностью 3 и конической поверхностью 4, и размещенную в пазу подвижную вставку 5 с пьезоэлементом 6, на поверхности которой, обращенной к конической поверхности паза, выполнен валик 7 в виде части тора, размещенного так, что диаметральная плоскость тора проходит через акустическую ось преобразователя, вращают вставку 5 до требуемого положения по шкалам углов и утапливают ее в паз, пока валик 2 не войдет в контакт с конической поверхностью 5 вставки. 2 ил.10 15 2 О ЗО35 40 глицерином и т,п.) Изобретение относится к области не- разрушающего контроля и может быть использовано для ручного и автоматизированного ультразвукового контроля иэделий и материалов,Известен преобразователь с переменным углом ввода, содержащий призму с коническим отверстием и размещенную в ней коническую поворотную вставку с пьезоэлементом, поверхность которой сопрягается с поверхностью отверстия,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному изобретению является преобразователь с переменным углом ввода, содержащий призму с кольцевым пазом, образованным двумя коаксиальными цилиндрическими. поверхностями и размещенную в нем подвижную, относительно призмы, вставку с закрепленным е ней пьезоэлементам и механизм поворота подвижной вставки.Недостатком известного преобразователя является сложная конструкция вставки, в которую должны входить элементы подпружинивания и фиксации, и механизма поворота и обусловленная наличием большого количества элементов низкая надежность устройства е целом,Целью изобретения является повышение надежность и упрощение конструкции,Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе с переменным углом ввода, содержащем призму с кольцевым пазом, одна иэ поверхностей которого цилиндрическая,и размещенную е пазу подвижную вставку с закрепленным в ней пьезоэлементом, вторая поверхность паза выполнена конусной, обращенная к ней поверхность вставки выполнена с вадиком а виде части тора, размещенным так, чта диаметральнаяплоскостьтора проходитчерез акустическую ось преобразователя,На Фиг. 1 изображен схематично предложенный преобразователь с переменным углом ввода для ультразвуковой дефектоскопии, вид спереди; на фиг. 2 изображен он же. вид сбоку.Преобразователь содержит призму 1 с рабочей. (контактной) поверхностью 2 и кольцевым пазом. образованным цилиндрической поверхностью 3 и конической поверхностью 4, и размещенную в пазу подвижную вставку 5 с пьезоэлементом б, на поверхности вставки, обращенной к конической поверхности паза, выполнен валик 7 в виде части тора, размещенного так, что диаметральная плоскость тора проходит через акустическую ось преобразователя,Для удобства изменения положения вставки 5 в пазу с целью изменения угла ввода преобразователя в призме 1 выполнено выходящее в паэ кольцевое отверстие 8 с цилиндрическими поверхностями, продольные оси которых совпадают с продольной осью поверхностей паза, а преобразователь снабжен винтом 9, пропущенным через отверстие 8 и связанным резьбовым соединением с подвижной вставкой 5.На поверхности призмы 1, ограниченной цилиндрической поверхностью 3 паза, нанесена шкала углов (фиг,2), а на поверхности вставки 5, параллельной поверхности призмы со шкалой, нанесена проекция акустической оси пьезоэлемента,Преобразователь работает следующимобразом. Устанавливают требуемый угол вводаультразвуковых колебаний, Для этого еывинчивают винт 9 из вставки 5 и выводят вставку 5 в положение, когда контакт между валиком 7 и конической поверхностью 4 паза минимален по величине или отсутствует, вращают вставку 5 по цилиндрической поверхности 3 паза и устанавливают требуемый угол ввода преобразователя путем совмещения проекции акустической оси пьезоэлемента с риской требуемого значения шкалы углов. Ввинчивают винт еа вставку 5, утаплиеая ее в паз до тех пор, пака валик 7 не войдет в контакт с конической поверхностью 5, вследствие чего осуществляется фиксация е пазу положения вставки, обеспечивающего требуемый угол ввода ультразвуковых колебаний 8 процессе контроля, перемещая заявляемый преобразователь по поверхности изделия, излучают им в изделие ультразвуковые колебания с выбранным углом ввода. В случае наличия дефекта а иэделии преобразователем принимают отраженные ат дефекта сигналы, При необходимости измерить амплитуду сигнала при другом уг.- ле ввода устанавливают его с помощью приемов, описанных выше. При этом при любом угле ввода путь ультразвука в призме и центр излучения (точка ввода) остаются постоянными. Для обеспечения акустического контакта поверхность призмы покрыта тонким слоем контактной жидкости (маслом,Поверхность вставки; обращенная к ка 55 нической поверхности ваза, может быть еыполнена любой формы, но с обязательным условием наличия в плоскости падения ультразвука локального выступа в виде валика, Зтот валик может быть выполнен как одно целое с вставкой или из другого материала,1772733 Фиг, 2Составитель О.АтомановаТехред М,Моргентал Корректор Н,Ревска акте Заказ 3843 ВНИИПИ писноеоткрытиям при ГКНТ СС Тиражрственного комитета 113035, Москва. Ж зобретени Раушская Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Например, из резины, полиуретана, фторопласта, металла и других упругих или малоупругих материалов. Высота валика определяется конструкцией преобразователя. В частности, в изготовленных и испытанных преобразователях такой валик был высотой равной и .р а Щр, где р - угол между конусной и цилиндрической поверхностями; 2 а - ширина вставки(фиг.1). Коэффициент ф определяется упругими свойствами материала валика и призмы. Если они из оргстекла, то экспериментально найдено, что ф= 1,1-1,15.Такая конструкция вставки с валиком в виде части тора обеспечивает равномерное прижатие ее рабочей поверхности к призме и надежный акустический контакт между ними практически независимо от угла и качества выполнения конусиой поверхности призмы, в пределах достаточного для практики широкого диапазона вариаций этих параметров. Это существенно снижает требования к технологии мехобработки и сборки преобразователей без ухудшения их акустических параметров и эксплуатационных свойств.Выполненные исследования показали, что отражение ультразвука на границе лривмв-вставка составляет 34-4 о дБ отлт уровня прошедшего сигнала, что обеспечивает хорошую реверберационно-шумоеую характеристику преобразователя.Размещение валика в виде части тора 5 так, что диаметральная плоскость тора проходит через акустическую ось преобразователя, обеспечивает надежный акустический контакт между вставкой и призмой в области распространения ультразвукового пуч ка. Таким образом, по сравнению спрототипом предлагаемый преобразователь с переменным углом ввода проще по конструкции, и более технологичен и надежен в эксплуатации.15 Формула изобретенияУльтразвуковой преобразователь с переменным углом авода, содержащий пьезоэлемент, призму с кольцевым пазом, одна из поверхностей которого цилиндрическая.20 и размещенную в пазу подвижную вставку с закрепленным на ней пьезоэлементом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения надежности преобразователя и упрощения его конструкции. вторая поверх ность паза выполнена конусной, а обращенная к ней поверхность вставки имеет валик в виде части тора, диаметральная плоскость которого проходит через акустическую осьпреобразователя.