Способ контроля целостности пьезоэлемента в закрытом преобразователе

с Оп ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. Н 04 В 29/00 с присоединением заявки М(23) ПриоритетГосударственныИ коинтет СССР по делаи нзобретеннИ и открытиИ(72) Автор изобретения В, А. Чернышев 54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЦЕЛОСТНОСТИ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТА В ЗАКРЫТОМ ПРЕОЬРАЗОВАТЕЛЕ Изобретение относится к техникеэлектрической связи, а именно к, способам кон трол я цел остн ости пье э оэлементов,5Обычно проверка целостности пьезоэлементов, используемых в преобраэов ат елях ультразвуковых колебаний,осуществляется путем внешнего осмотра 11однако в ряде случаев возникает необходимость контроля целостности пьезоэлемента в собранном преобраэователе при отсутствии доступа кнЗму оНаиболее близким по техническойсущности к предложенному являетсяспособ контроля целостности пьезоэлемента в закрытом преобразователе2 путем фиксации кривой полнойэлектрической проводимости и установления наличия провала на ней. Недостатком указанного способа является то, что при нарушении целостности дискового пьезоэлемента ход кривой полной электрической проводимости в районе резонансной частоты преобразователя практически не изменяется при условии, что не нарушается акустический контакт осколков пьезоэлемента с донышком излучателя и электрический - с подводящим проводником.Цель изобретения - повышение надежности контроля целостности пьезоэлемента в закрытом преобразователе,Цель достигается тем, что по предлагаемому способу выделяют область первого антирезонанса на кривой полной электрической проводимости эталонного пьезоэлемента и определяют отношение минимума проводимости эталонного пьезоэлемента к его проводимости вне выделенной области, фиксируют кривую полной электрической проводимости контролируемого пьезоэлемента в той же области, определяют отнсшение минимума проводимости контролируемого пьезоэлемента к его проводимости вне выделенной области и по величине этого отнсыения по сравнению с подобным отношением для эталонного пьезоэлемента, судят о целостности контролируемого пьезоэлемента.Выделение области первого антирезонанса неповрежденного пьезоэлемента и фиксация в ней кривой проводимости преобразователя обеспечивают проверку на частоте, определяемой максимальным размером пьезоэлемента. Так, например, первая антирезонансная,часто 699679(8) та дискового пьезоэлемента определяется его диаметром, пьезоэлемента ввиде прямоугольной пластины - величиной большей стороны и т.д, Посколькунарушение целостности приводит к нарушению правильности формы пьезоэле 5мента, исчезают граничные условия,необходимые для поддержания колебанийправильной Формы, каковыми являютсяколебания на первой антирезонанснойчастоте, Результатом этого являетсясглаживание" крив ой проводимости в районе первого антирезонансна и смещение провала из выделенной областин верх по част от е,Введение в качестве критерия целостности отношения минимума проводимос(5ти к проводимости вне выделенной области обеспечивает однозначность ха"рактеристики провала и гарантируетот ошибочных заключений о целостностипьезоэлемента, могущих иметь местоиз-за неравномерности кривой проводимости. Численная величина, указанного критерия и ширина области должныопределяться индивидуально в зависимости от конфигурации и материала 25пьезоэлемента, типа и качества акустического пьезоэлемента с донышком.На фиг. 1 изображена схема одногоиз устройств для реализации предложенного способа; на фиг, 2 - криваяполной электрической проводимостипреобразователя с неповрежденным (эталонным) пьезоэлементом в области рабочей частбты; на фиг, 3 - криваяпроводимости преобразователя в Районе 35первого антирезонанса, на фиг. 4 -кривая проводимости преобразователяс поврежденным пьезоэлементом," нафиг. 5 - кривая проводимости с поврежденным пьезоэлементом в районе первого антирезонанса,Схема устройства для реализациипредложенного способа включает преобразователь 1, измеритель 2 амплитудночастотных характеристик, детекторную,головку 3 и частотомер 4. 45Кривая полной электрической проводимости преобразователя 1 фиксируетсяна экране измерителя амплитудно-частотных характеристик 2 типа Х 1-27.делитель напряжения й - В при ныпол 1 аненни условийИг - 0 ф 1 И( кВ,0,1/З,я,(я( )где 3 = -- полное сопротивлениеЧпреобразователя, обеспечивает постоян 55ство амплитуды напряжений 02 на сопротивлении кпри любых изменениях сопротивления цепочкипреобразовательВ . Амплитуда напряжения на сопооТаким образом, напряжение, снимаемое с сопротивления Ви подававшеесяс детекторной головки 3 на вход Измерителя амплитудно-частотных характеристик 2, было пропорциОнально полнойэлектрической проводимости преобразователя 1, Контроль частоты осуществляется с помощью частотомера 4 типаЧ 3-38,При осуществлении способа на преобразователе с рабочей частотой 2,5 МГц,в котором толщина;защитного донышкаиз нержавеющей стали 12 Х 18 Н 10 Т равняется 2,39 мм и используется дисковыйпьезоэлемент 12 х 0,72 из пьезокерамикиЦТСчастота первого антирезонанса, соответствующая основной радиальной моде колебаний пьезоэлемента, равняется 210 КГц, Область, в которойзафиксирбван провал проводимости, ограничивается частотами 195225 кГц.Числовой критерий целостности в этомслучае равен 0,4,Из сравнения Фиг. 4 с фиг, 5 видно, что предлагаемый способ обеспечивает четкую фиксацию нарушенИя целостности пьезоэлемента. В то же время из сравнения фиг. 2 с фиг, 3 следует, что кривая проводимости преобразователя н области рабочей частотыизменяется незначительно.Предлагаемый способ контроля целостности пьезоэлементов обеспечиваетнадежное определение даже незначительных нарушений целостности пьезоэлементов практически любой применяе. -мой в технике конфигурации; нозможяость оценки степени понрежденностипьезоэлемента.Формул а из обретенияСпособ контроля целостности пьез оэл емент а в з акрытом преобраз онат елепутем Фиксации кривой полной электрической проводимости и установленияналичия провала на ней, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, выделяют область первого антирезонанса на кринойполной электрической проводимостиэталонного пьезоэлемента и определяютотношение минимума проводимости кпроводимости нне выделенной области,фиксируют кривую полной электрическойпроводимости контролируемого пьезоэлемента и той же области, определяютотнсшение минимума проводимости контролируемого пьезоэлемента к его пронодимости вне выделенной области и повеличине этого отнсыения по сравнениюс подобным отношением для эталонногопьезоэлемента судят о целостностиконтролируемого пьезоэлемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРВ 504318, кл. Н 04 В 29/00, 1974.2, Ьабикон О, И, Контроль уровняс помощью ультразвука. Л., Энергия1971, с, 58 (прототип),Е. Артамоноваетко Коррек Составит бер Техред МГ. Решетник едактор аз 724 с нного тенийРауш 5 илиал ППППатент, г, Уагород, улПроектная, 4 4/60 Тирам 77 ЦНИИПИ Государстве по делам иэобр 13035, Москва, ЖПод омитета СССР открытий кая наб д,