Широкополосный раздельно-совмещенный пьезоэлектрический преобразователь

.О П Союз СоветсиикСоциалистичесиикРеспублик ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) Дополнительное к авт. свил-ву 51 ) М.(23) Приоритет Н 04 й 17/О 6 01 Н 29/О В 06 В 1/06 в Гвоударстовнаа квинте Бюллетеи в делает изобретений и открмтий( 088.8) Опубликовано 30.05.8 анин 04 06.80 та опуб вания оп 2) Автор изобретения И В Королев(5 ент с к ва аюшаяо попеуль х 1Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано для излучения и приема ультразвуковых сигналов в пироком диапазоне чистоти длительностей, вплоть до наносекундной,в различной ультразвуковой аппаратуре,5в частности в измерительных и дефектоскопических приборах,Известен совмещенный широкополосныйпьезопреобразователь, обладающий осевой .10симметрией своих диаграмм направленности, используемый, в частности, в ультразвуковой дефектоскопической аппаратуреи содержащий пьезоэлемент и два электрода нанесенные на его плоскую и сфеФ15рически вогнутую поверхности.Известен также раздельно-совмещенный широкополосный пьезопреобразователь,содержащий излучатель и приемник, разделенные экраном.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является широкополосный раздельно-совмещенныйпьезоэлектрический преобразователь, содержащий цилиндрический пьезоэлем системой рабочих электродов, межд торыми выполненашелевая прорезь,Недостатком известного устройс является низкая фронтальная разреш способность, обусловленная тем, чт речные размеры йзлучаемого пучка звука соизмеримы с диаметром пье элемента, и акустические оси в реж излучения и приема не совпадают. 1 елью изсбретения является повышен и фронтальной разрешающей способности преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что щелевая прорезь в пьезоэлементе вылОлиена кольцевой формы с фасками у основания пьезоэлемента и соосной с ним, а система рабочих электродов нанесена на основание пьезоэлемента и на внутренние цилиндрические поверхности кольцевой шелевой прорези.На чертеже представлена конструкция предложенного пьезопреобразователя.738195 4Известно, что продольные ультразвуковые ью колебания в пьезоэлементах возникаюттам, где существует градиент поляризации пьезоэлемента или напряженностиэлектрического поля, в частности, на поверхностях, где находятся электродь;,Таким образом, в предлагаемом пьезопреобразователе ультразвуковые колебания излучаются узкой кольцевой частью10 поверхности основания пьезоэлемента,поэтому при такой форме излучателя ультразвуковые волны на некотором расстоянии от последнею собираются в слаборась ходяшийся пучок диаметром, в несколько15 раз меньшим диаметра излучающей поверхности, Направление максимального излучения совпадает с нормалью, проходящей через центр излучающего кольца.В режиме приема электрические сигна 20 лы снимаются с кругового электрода ис электрода, находящегося в шелевойпрорези 2. Приемником ультразвуковыхволн являются в этом случае поверхностьс круговым электродом, поэтому диаграм 25 мы направленности пьезопреобразователяв режимах приема и излучения совпадают, в что обеспечивает повышение его фронтальной разрешающей способности. Пьезопреобразователь содержит пьезоэлемент 1 с кольцевой шелевой прорез2 и систему рабочих электродов 3, 4,5, нанесенных на основание пьезоэпемента и на внутренние цилиндрическиеповерхности шелевой прорези.Глубина щелевой прорези 2 с электродом 5 влияет на степень экранироваиияи должна быть не менее радиуса кругового электрода 4 . Для уменьшения диаметра излучаемого пучка ультразвуковых колебаний необходимо увеличитьдиаметр излучающей поверхности с электродом 3, Щелевую прорезь 2 можно вьполнить минимальной с точки зрения технологии ширины, поскольку степень экранирования от этого пв зависит,При изготовлении пьеэопреобразователя на основание пьезоэлемента со щельюнаносится тем или иным способом сплоц.ная металлизация, а электроды получаются в результате снятия узких фасок повсему периметру каждого края шелевойпрорези 2, Ширина фаски должна бытьминимально возможной, удовлетворяющейусловиям электрической прочности.Если тело пьезоэлемента выполнитьвиде конуса, то все ультразвуковые колебания, излучаемые в объем пьезопреобразователя, поглощаются в конусе и невозвращаются в виде акустических помехк излучающей поверхности. Это делаетпреобразователь способным прозвучиватьзначительно большие глубины, ограниченные лишь чувствительностью приемнойаппаратуры,Преобразователь работает следующимобразом,Электрическое напряжение, возбуждающее преобразователь, подается на электрод 3 и находящийся в шелевой прагези2 электрод 5, Между этими электродами3 и 5 возникает электрическое поле, причем наибольшая напряженность его-получается вблизи щели, то есть там, гдерасстояние между электродами минимально 30 формула изобретения Широкополосный раздельно-совмещенный пьезоэлектрический преобразователь, 35 содержащий цилиндрический пьезоэлементс системой рабочих электродов, между которыми выполнена шелевая прорезь, отличающийся тем,что,с целью повышения фронтальной разрешаю щей способности, шелевая прорезь впьезоэлементе выполнена кольцевой формы с фасками у основания пьезоэлемента и соосной с ним, а система рабочих электродов нанесена на основание пьезо элемента и иа внутренние цилиндрическиеповерхности кольцевой шелевой прорези.738195 Составитель Е, Литвиновбрамова Техред Я, Бирчак Корректор Г. Назарова актор илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектц з 2833/39 Тираж 72 ПНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра