Широкополосный пьезоэлектрический преобразователь

п 1148096 О П ИСАЙ И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с Союз СоветскихСоциалистических Республик нительное к авт. свид-ву(45) Дата опубликования описания 30.10.79 53) УДК 620.179.1ех- кий Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии.Известны пьезоэлектрические преобразователи на основе пьезоэлементов произвольных размеров, у которых для выравнивания частотной характеристики регулируют длительность возбуждающего импульса так, чтобы нуль спектра возбуждающего импульса совпадал с первым максимумом частотной характеристики пьезопреобразователя 1. Неполное выравнивание частотной характеристики ограничивает возможность применения известных преобразователей для ультразвуковой спектроскопии.Известен также способ изготовления ультразвуковых преобразователей, заключающийся в том, что из пьезоэлектрического материала вырезают элемент, ориентированный вдоль соответствующей оси упругой симметрии так, что соотношение сторон а и Ь элемента при аФЬ обеспечивает кратность частот мод колебаний 21,Наиболее близок к изобретению по т нической сущности пьезоэлектричес преобразователь, содержащий набор квадратных пьезопластин, склеенных между собой 3. Квадратные пьезопластины не обеспечивают кратности частот мод колебаний. Так как пьезопластины склеены в пакст, то онп работают как целый кристалл в в, О. О. Карапетян, А. Г. УсмановВ. ДроновТрудового Красного Знамениоительный институт виде куба. Прп этом эффективно возбуждаются не только контурные, но и толщинные моды колебаний; этот преобразовательнеширокополосный.Цель изобретения - выравнивание частотной характеристики,Для этого в предлагаемом преобразователе на каждую пластину с обеих стороннанесены обкладки, а пьезопластины установлены с зазором так, что расстояние между обкладками меньше длины волны второй моды колебаний пьезопластпны, и соединены между собой параллельно, толщина обкладок в 10 раз меньше меньшей стороны прямоугольника пьезопластины, а отношение этой стороны к большей сторонепрямоугольника равно 1: 2,На фпг. 1 показана зависимость изменения частот для трех мод колебаний в случае, если одна сторона а пластины остаетсянеизменной, а другая сторона Ь уменьшается с шагом 5 мм; на фиг. 2 - предлагаемый пьезопреобразователь, впд сбоку; нафиг. 3 - то же, впд сверху.Для изготовления широкополосного пьезоэлектрического преобразователя вырезают пьезопластины 45 Х-среза из кристалла сегнетовой соли. Каждая пьезопластинасовершает контурные колебания при подаче30 на нее электрического напряжения, Соот548096 а.10 З, ра%ек ношение размеров возможно следующее: большая сторона прямоугольной пьезопластины 40 мм, меньшая - 20 мм, а толщина 1 мм. Злектроды нанесены перпендикулярно кристаллографической оси Х.Пьезопластины 1 электрически соединены параллельно и приклеены на линейной базе 2 на мембране, которая перпендикулярна большей стороне. Пьезопластины не клеют в пакет, между ними оставлены воздушные зазоры, Такое расположение исключает появление толщинных мод колебаний, При указанных размерах пьезопластина имеет кратные резонансные частоты (мод колебаний), например 1=40 кГц и 2 -- 80 кГц.Третья мода колебаний имеет малоэффективную амплитуду и ею можно пренебречь, Для полного выравнивания частотной характеристики на электроды пьезопластин подается видеоимпульс такой длитсльности, что нуль спектра возбуждающего импульса совпадает с первым максимумом (40 кГц) частотной характеристики пьезопреобразователя, при этом вторая мода колебаний (80 кГц) автоматически совпадает со вторым нулем спектра возбуждающего импульса, так как нули в спектре импульса возбуждения имеют кратные значения.Широкополосные пьезопреобразователи с равйомерной частотной характеристикой позволяют использовать спектральные методы исследования материалов и изделий. 5Формула изобретенияШирокополосный пьезоэлектрическийпреобразователь, содержащий набор прямоугольных пьезопластин, установленныходна напротив другой в параллельных плоскостях, отличающийся тем, что, с целью выравнивания частотной характеристики, на каждую пьезопластину с обеих сторон нанесены обкладки, а пьезопластиныустановлены с зазором так, что расстояниемежду обкладками меньше длины волнывторой моды колебаний пьезопластины, исоединены между собой параллельно, толщина обкладок в 10 раз меньше меньшейстороны прямоугольника пьезопластин, аотношение атой стороны к большей стороне прямоугольника равно 1:2.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Методы неразрушающих испытанийпод ред. Р. Шарпе, Мир, 1972, с. 69.2, Лвторское свидетельство СССР360607, М. Кл.2 6 01 Х 29/04, 1970,3. Техническое описание к приборуДУК(ШЮ - 2048023 ТО) (прототип),548096 гЗ Составитель Т, Головкин Л. Письман Техред А. Камьшникова Корректор 3, Тарасов ппография, пр. Сапунов Заказ 2652/2 Изд.659 Тираж 1074НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобр113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписноеи открыти