Ультразвуковой преобразователь

Союз Советскик Социалистически к РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 819708(23) ПриоритетОпубликовано 070481. Бюллетень М 13 р 1)м з 6 01 М 29/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(53) УДК 620.179. ,16(088,8) Дата опубликования описания 17. 04. 8130 Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и может быть применено при ультразвуковой бесконтактной дефектоскопии.Известен бесконтактный ультразвуковой преобразователь, содержащий ультразвуковой излучатель, который излучает колебания в направлении контролируемой среды, и приемник, который принимает прошедшие через среду колебания, по степени затухания этих колебаний судят о параметрах контролируемой среды 11;Однако этот преобразователь не позволяет контролировать крупногабаритные изделия.Наиболее близким техническим решением к изобретению является ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус, размещенные в нем пьезопластину, согласующий четверть- волновой слой и мембрану 2.Применение в качестве мембраны тонкой перфорированной пластины несколько повышает эффективность ультразвукового преобразователя. Однако перфорированные пластины не позволяют полностью компенсировать снижение эффективности бесконтактных ультразвуковых преобразователей с согласующим четвертьволновым слоем, не удовлетворяющим условие максимальной акустической прозрачностиэтого слоя где 2 - удельный акустический им 2педанс согласующего четвертьволнового слоя;2, и 2 в - удельный акустический импеданс пьезоэлемента и воздуха соответственно.Целью изобретения является по 15 вышение эффективности,Поставленная цель достигаетсятем, что согласующий четвертьволновой слой со стороны рабочей поверх-.ности выполнен с коническими углублениями, а торцовые поверхности выступов расположены друг от другана расстоянии, не большем половиныдлины изгибной ультразвуковой волны В мембране на рабочей частоте,причем площадь торцовой поверхностисогласующего слоя выбрана иэ усло- виягде 5 площадь рабочей поверх-ности мембраны Е , 2 , Ез - удельные акустические импедансы материалов пьезоэлемента,согласующего слоя и газовой среды соответственно.На чертеже изображен предлагаемый ультразвуковой преобразователь, разрез, Преобразователь состоит из О пьезоэлемента 1, четвертьволнового согласующего слоя 2, корпус 3 и мембраны 4.Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом. При изучении ультразвуковых колебаний бесконтактным преобразователем выступы в согласующем слое 2 выполняют роль элементарных трансформаторов амплитуды ультразвуковых колебаний. При этом амплитуда колебаний рабочей 20 поверхности выступов согласующего слоя 2 становится в73 раз больше амплитуды колебаний рабочей поверхности согласующего слоя, имевшей.место до нанесения в нем углуб лений. Колебания рабочей поверхности выступов согласующего слоя передаются мембране 4, которая начинает колебатьс,:. синфазно всеми своими точками при условии, что торцовые поверхности выступов расположены друг от друга на расстоянии, не больше половины длины изгибной ультразвуковой волны в мембране на рабочей частоте. Это приводит к тому, что амплитуда ультразвуковых колебаний в газовой среде увеличится в 8 /8 раз по сравнению с известным преобразователем с согласующим слоем.Предлагаемый преобразователь может работать и в режиме приема. 40 При этом амплитуда принимаемого сигнала тоже возрастет вЯ 3 раз посравнению с известным преобразователем с согласующим слоем.Предлагаемый ультразвуковой преобразователь позволяет повысить эффективность контроля крупногабаритных изделий, особенно из полимерных материалов.Формула изобретенияУльтразвуковой преобразователь, содержащий корпус, размещенные в нем пьезопластину, согласующий четвертьволновой слой и мембрану, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности, согласующий четвертьволновой слой со стороны рабочей поверхности выполнен с коническими углублениями, а торцовые поверхности выступов расположены друг от друга на расстоянии, не большем половины длины из=ибной ультразвуковой волны в мембране на рабочей частоте, причем площадь торцовой поверхности согласующего слоя выбрана из условия5 М где 5 - площадь рабочей поверхР 1ности мембраны; Е , 7, 7. - удельные акустическиеимпедансы материалов пьезоэлемента, согласующего слоя и газовой струи соответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 5979 б 2,кл. 0 01 й 29/04, 1978.2. Доклады Чи Всесоюзной конференции по неразрушающим Физическим методам и средствам контроля, 7-10 июня 1977, с. 444-447 (прототип).819708 аро Подписноитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5 1371/23 Тираж 907 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 113035, Москва, Х, Рауш