Устройство для фокусирования ультразвуковых колебаний

О П И С А Н И Е ц 978952ИЗОБВЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СфветскииСоциалистическихРеспубики(23) Приоритет -В 06 В 3/04 3 ЬоудорстюиыЯ коиитот СССР йо долом изобретеииЯ и открнтиЯ(72) Авторы изобретения Ордена Трудового Красного Знамени институт,сверхтвердых материалов АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОКУСИРОВАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ Изобретение относится к ультразвуковой технике, испопьэующей сфокусированные акустические колебания,. и может найти применение преимущественно для исследования физико-механических свойств5 материапов и иэделий, измерения вибраций и перемещений, а также в ультразвуковой дефектоскопии, медицинской диагностике и физиотерапии.Известны ультразвуковые фокусирующиеустройства в виде пьезоэлектрических изогнутых излучателей с фокусировкой в точку и линию1.Недостатком таких фокусирукзщих излучателей является трудность изготовления, 5 активных попусфернческих поверхностей .болыпих волновых размеров из-а недостаточной прочности пьезокерамики и ограничений по точности выполнения толщины активного слоя двойной кривизны. юИзвестно также устройство дпя фокусировки ультразвуковых колебаний, содержащее пилиндрический излучатель и параболический рефлектор 2. 2Недостатки этого устройства - сложность в изготовлении и ограниченная область применения.Наибопее бпизко к предлагаемому является устройство для фокусированйяультразвуковых колебаний, содержащее цюнщдрический излучатель и размещенный соосно.внутри него осесимметричный рефлектор с криволинейной образутсодей (рефлектор выполнен в виде сплошного параболического конуса из твердого материала) 3Однако это устройство имеет ограниченную обпасть применения и сложно в изготовлении.Цель изобретения - расширение обпасти применения и упрощение изготовления устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено регулятором давления, жестким основанием, упором, установленным в пентре основания с возможностью осевого перемещения, при этом реотектор выпопнен в виде мембра3 07 Мны из эластичного материала, герметично закрепленной на краях основания и опирающейся центром на торец упора, а восновании выполнен канал, соединяюшийподмембранное пространство с регулятором 5давления. Эластичная мембрана выполнена с переменной по радиусу топшиной.На фиг. 1 изображено устройство дляфокусирования ультразвуковых колебаний,общий вид, (в разрезе); на фиг. 2 - поперечное сечение диафрагмы с утолщениемв центре, на фиг. 3 - то же, но с утолщением на краях.Устройство содержит цилиндрическийизлучатель 1, защищенный электроакустическим экраном 2, с подводящими апектродами 3 и размещенные внутри излучателя й соосно с ним жесткое основание4, упор 5, установленный в центре основания, и эластичную мембрану 6. Мембра-она опирается на упор 5, герметично закреплена по периметру основания 4, образуя герметичный объем 7, наружная поверхность которого является наружнойстороной .мембраны и представляет собойповерхность второго порядка. В основаниивыполнен канал 8, соединяющий подмембранное пространство с регулятором давления 9,Устройство работает следующим обра- ЗОзом.При подаче возбуждающего электрического напряжения на электроды 3 излучатели 1 последний. излуйает ультразвуковые копебания, которые, распространяясь ззв окружающей среде, достигают мембраны6, отражаются от нее и фокусируются вточке Г, где и достигается высокая интенсивность ультразвука,Если же сместить по оси упор 5 ипи 40с помсвью регулятора давления 9 изменить давление внутри герметичного объема 7, можно изменить как характер отражающей поверхности мембраны, так истепень ее кривизны. Достигается этоза счет изменения степени натяжения отдельных участков мембраны. Так, например, при слабом ее . растяжении формаотражающей поверхности близка к сферической. Зга картина имеет место даже втом случае, когда давление внутри объема 7 равно давлению окружающей среды. 82 4Меняя давление в объеме, можно увеличивать или уменьшать радиус кривизны поверхности.В общем случае возможно попучение отражающей поверхности различных проФилей (сферического, парабсцтического, гиперболического, логарифмического и т.д 1 с различной степенью кривизны. Выбор того или иного конкретного варианта осуществляется в зависимости от задач, решаемых устройством, путем перестановки упора 5, выбора мембраны 6 нужного поперечного сечения и подбора давления внутри объема 7.Благодаря этому значительно расширяется область применения устройства,Формула изобретения 1. Устройство дпя фокусирования ультразвуковых колебаний, содержащее пилиндрический излучатель и размещенныйсоосно внутри него осесимметричный рефлектор с криволинейной образующей, о т -л и ч а ю ш е е с я тем, что, с цельюрасширения области применения и упрощения конструкции, устройство снабженорегулятором давления, жестким основаниеми упором, установленным в центре основания с возможностью осевого перемещения,при этом рефлектор выполнен в виде мембраны из эластичного материала, герметично закреппенной на краях основанияи опирающейся центром на торец упора,а в основании выполнен канал, соединяю-.ший подмембранное пространство с регулятором давления,2 Устройство по и, 1, о т л и ч а юш е е с ятем, что мембрана выполненас переменной по радиусу толщиной. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Каневский И. И. Фокусирование звуковых и ультразвуковых волн. М.,"Наука, 1977, с. 324-3292. Патент США % 2617874,кл. 340-11, 1952. 3. Авторское свидетельство СССР Ы 697920, кл. 601 й 9/04, 1979,978 М 2 Составитель В. ПирогоТехред М. Гергель орректор О. Билак дписное 113035,илиал ППП "Патент", г. Ужгород; ул. Проектная, 4 едактор Б. Федотовакаэ 9457/12ВНИИ ПИ Тираж 495 По осударственного комитета СССР о делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5