Широкополосный пьезопреобразователь

) Приоритет -Опубликовано 30.11.79. ротвоииыи иомитотСССРолоы изооротоиийи открытий.4 (088.8) Бюллетень Хо 4 та опубликования описания 05.12 7(71) Заявител 54) ШИРОКОПОЛОСНЫЛ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ еобразоодно изферическженные Известны пьезожашие пьезоэлементорого выполненои электроды, располваниях 1.Недостатколей являетсялуча в однойкостью. ватели, содероснований кои изогнутым, на обоих осном этих пьезоп фокусировка ул точке перед фо реобразоватеьтразвукового кальной плосИзобретение относится к области радиоэлектроники и может использоваться в ультразвуковой аппаратуре для излучения и приема ультразвуковых импульсов. Известен также широкополосныи пьезопреобразователь содержащий цилиндрический корпус с круглым отверстием в основании и закрепленный в нем пьезоэлемент, на одной из плоскостей которого расположены концентрично два электрода 2.Такой пьезопреобразователь обеспечивает получение протяженного пучка ультразвуковых колебаний. Однако пучок ультразвуковых колебаний значительно расходится при удалении от пьезопреобразователя. Целью изобретения является уменьшение расходимости пучка ультразвуковых колебаний.Это достигается тем, что пьезоэлемент выполнен в форме конуса, электроды имеют форму колец, а диаметр отверстия в основании корпуса равен внешнему диаметру внутреннего электрода.На чертеже схематически изображен пьезопреобразователь.Пьезопреобразователь содержит конусный пьезоэлемент 1, два кольцевых электрода 2 и 3 и корпус 4, на основании 5 которого установлен пьезоэлемент 1. В основании 5 имеется отверстие 6.Работает пьезопреобразователь следуюшим образом.При приложении электрического, например импульсного, поля к электродам 2 и 3, они вместе с поверхностью пьезоэлемента 1, на которой расположены, смешаются вверх или вниз в зависимости от полярности прилагаемого напряжения. В силу линейности пьезоэффекта, смешения поверхности пьезо элемента, несущей электроды 2 и 3, в точности повторяют форму возбуждающих700916 Формула изобретения 3электрических импульсов длительностью до единиц нс и частотой заполнения до сотен МГц, У поверхности электродов генерируется акустическое давление, распределенное так, как это показано кривыми 7 и 8, вследствие чего преобразователь генерирует ультразвуковой луч 9. Вектор поляризации Р во всем объеме пьезоэлемента перпендикулярен основанию конуса, на котором расположены электроды 2 и 3. Поэтому при подаче возбуждающего электрического напряжения у электродов одновременно генерируется 10 акустическое давление разных знаков, например, если у электрода 2 возникает деформация сжатия, то у электрода 3 - деформация разрежения, При фокусировке это приводит к взаимному уничтожению колебаний во внешней среде.Для обеспечения синфазности ультразвуковых колебаний во фронте волны в непосредственной близости от излучающей поверхности преобразователя часть этой поверх 20 ности, на которой расположен электрод 5, акустически заэкранирована основанием 5 корпуса 4. Таким образом, излучающей ультразвуковые колебания здесь является узкая кольцевая часть, поверхности.Предложенный пьезо преобразователь, имеющий средний диаметр электрода 16 мм и высоту конуса пьезоэлемента 65 мм при диаметре его основания 24 мм, обеспечивает в диапазоне частот заполнения ультразвуко.вых радиоимпульсов от 2,5 до 200 МГц ультразвуковой луч (при излучении в воду)диа- ЗО метром от 0,5 - 1,0 мм до 2 - 6 мм на участке 10 - 300 мм вдоль направления излучения. Использование предложенного пьезопреобразователя обеспечивает высокую и равномерную по глубине контролируемого изделия фронтальную разрешающую способность с одновременно предельно высокой разрешающей способностью по глубине, оно позволяет также в 20 - 30 раз расширить частотный диапазон ультразвуковых спектрометрических дефектоскопов при высокой и равномерной по всей глубине контролируемых изделий азимутальной разрешающей способности. Широкополосный пьезопреобразователь,содержаший цилиндрический корпус с круглым отверстием в основании и закрепленный в нем пьезоэлемент, на одной из плоскостей которого расположены концентрично два электрода, отличающийся тем, что,с целью уменьшения расходимости пучкаультразвуковых колебаний, пьезоэлементвыполнен в форме конуса, электроды имеютформу колец, а диаметр отверстия в основании корпуса равен внешнему диаметру внутреннего электрода.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вопилкин А. Х. и др. Теоретическиеисследования широкополосных преобразователей. - Дефектоскопия, 1977, Хо 2, с, 7-12.2. Домаркас В. И. и др. Контрольно-измерительные пьезоэлектрические преобразователи. Вильнюс, Минтис, 1975, с. 96 -197,700916 Составитель В.ехред О. Луговаянраж 1060 ЦНИИПпо 113035, М илиал П П П И Государств делан изобре осква, Ж - 35с Патент, г. нного ко енин и Раушск Ужгород, Редактор Д. ПавловЗаказ 7394/40 иков Корректор Я. Веселовска Подписное итета СССР открытий я наб,. д. 4(5 ул. Проектная,