Ультразвуковой преобразователь

СООЗ СОВЕТСНИХсаицщюавиииРЕСПУБЛИН ЯЦ 828064 зш С 01 1 Я 29104 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ исследоватеотке неразрв контроля 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(7.1) Всесоюзный научноский институт по разрабшающих методов и средсткачества материалов(54) (57) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий корпус, размещенные в нем аксиально поляризованную цилиндрическую пластину и протектор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, отношение толщины пьезопластины к ее диаметру находится в интервале 0,4-0,65, а толщина протектора соответствует 0,01 длины продольной ультразвуковой волны в нем.1 8280Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества изделий и может быть использовано дляконтроля прочности клеевых соединений.Наиболее близким по техническойсущности является ультразвуковойпреобразователь, содержащий корпус,размещенные в нем аксиально поляризованную цилиндрическую пластину ипротектор 1 еНедостатком устройства явялетсято, что не обоснован выбор размеровпьезопластины и не учитывается толщина протектора.Целью изобретения является повышение достоверности контроля.Эта цель достигается за счет того,что фотношение толщины пьезопластинык ее диаметру находится в интервале200,4"0,65, а толщина протектора соответствует 0,01 длины продольной ультразвуковои волны в нем,На фиг. 1 изображен ультразвуковой преобразователь, общич вид.Он содержит корпус 1, размещенные в нем пьезопластину 2 с посеребренными торцовыми поверхностями ипротектор 3, верхняя поверхность которого также посеребрена. Протектор 3приклеивается по контуру к корпусуи токопроводящим клеем к пьезоплас.тине 2. Цилиндрическая и верхняя торцовая поверхность пьезопластины 2свободна, что повышает ее добротность, а электрический контакт с про-; 35водниками 4 осуществлен точечной пайкой.На фиг, 2 изображен график, с помощью которого выбирается оптимальное отношение толщины пьезопластины 40к ее диаметру.На оси абсцисс откладывается отношение суммарной толщины пьезопластины Н, протектора Ь и контролируемого изделия (слоя) 3 к диаметру, ьординат - отношение основной резонансной частоты Р радиальных колебаний пьеэопластины с протектором 50нагруженной изделием, к основной ре"эонансной частоте радиальных колебаний пьезопластины Е, толщиной которой можно пренебречь (-. ). Сплошныелинии 5 и 6 отражают связь межцу 35отношением толщины ньеэопластины И кее диаметру Йр и отношением основ-1 Я 1Ц 64 3ной резонансной частоты радиальных колебаний пьезопластин Г толщиной п при отсутствии протектора и изделия (Ъ = = О) к основной резонансной частоте радиальных колебаний пьезопластины , толщиной которой можно пренебречь (-). Кривая 5 построенаГдля керамики типа титаната бария, а кривая 6 - для керамики типа ЦТС.Штриховые линии Ь отражают связь между отношением суммарной толщины пьезопластины М и контролируемого изделияк диаметру пьезопластины 2 ( в -) и (-) при различных фиксинф 3 ГН, рованных значениях отношения в :0,3; О, 5; 0,6; 0,8 и при переменной тол- щине изделия 0.При этом штриховые линии б, расположенные над линией 5, относятся к системе пьезопластика - изделие из алюминия, а штриховые линии, расположенные.под линией 5, - к системе пьезопластика - иэделие из стали.В зависимости от выбранного отноНшения - пьезопластины и материала изделия эти линии имеют различныенаклон и длину. При этом наклон линий характеризует разрешающую,способность преобразователя (максимальный наклон линии соответствует максимальной разрешающей способности) .Длина линии характеризует диапазон толщин изделий, охватываемый преобразователем с .определенным значением отношения - . На этот диапазонН оказывает влияние диаграмма направ,ленности преобразователя.Значение отношения 1) пьезопластины,Я соответствующее максимальным крутизне и длине штриховой линии, является оптимальным. Для пьезокерамики типа титаната бария оптимальное отно чНшение - выбирается в точке А на наЭчале прямолинейного участка после перегиба линии 5, что соответствует значению= 0,65, а типа ЦТС - вН точке Б, что соответствует - = 0,4:Протектор является одновременно элементом крепления пьезопластины к корпусу и защчщает ее от истирания.Толщина протектора ограничивается по минимуму надежностью крепления пьезопластины к корпусу, а по максиму828064 ОбОсЙ 2 Редактор О. Филиппо игуно ех орректор Г. Ога аказ 7032/1 Тираж 822 сударственногом изобретений а, Ж, Раушс Подписномитета СССРоткрытийя наб., д, 4 ВНИИПИ по дел 3035, Мос/5 Патент", г. Ужгород, ул. Проектна илиад 3му " минимальным дииапазоном толщин контролируемых иэделий.Исходя из этих соображений, толщина протектора выбрана равной 0,01где 3 - длина продольной ультразвуковой волны в протекторе, что соответствует точке С на графике. Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом. О4Генератор ультразвуковых колебаний возбуждает в пьезопластине 2 колебания, которые распространяются через протектор 3 в контролируемое изделие. В зависимости от прочности клеевого соединения контролируемогО изделия изменяется резонансная частота колебаний, которая и является критерием оценки прочных свойст клеевого соединения.