Пьезоэлектрический преобразователь (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (11) О 1 Я 29/04 чемь ВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ГОСУДАРС ПО ДЕЛА САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМ,К ЕТЕЛЬСТВ с вектором щ от одной к цилиндричесмметрию, аоские поверхи пластины направленн виде коляриза аправтором поляризации,ца с веленным и еющим ы нан осе иал сены на ю, а электр и цилиндри элемента эл между собой симмет плоски оверхноски изолиеск трич ти пье рованн(71) Ростовский ордена ТрудовогоКрасного Знамени государственныйуниверситет им. М,А,Суслова(57) 1, Пьезоэлектрический преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии, содержащий пьезоэлемент, с электродами, работающий насдвиговых колебаниях, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, пьезоэлемент выполнен в виде круглой пластины с вектором поляризации, направленным от плоских поверхностей кцилиндрической и имеющим осевую симметрию а электроды нанесены на плоские поверхности пьезоэлемента,2. Пьезоэлектрический преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии, содержащий пьезоэлемент сэлектродами, работающий на сдвиговколебаниях, о т л и ч а ю щ и й с м, что , с целью повышения достоверсти контроля, пьезоэлемент выполнен из плоских поверхностекой и имеющим осевую сэлектроды нанесены на ности .пьезоэлемента.3. Преобразователь,по п.2,о т л ч а ю щ и й с я тем, что электроды выполнены в виде центрального элемента и кругового кольца.4, Пьезоэлектрический преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии, содержащий пьезоэлемент с электродами, работающий на сдвиговых колебаниях, о т л ич а ю щ и й с я тем, что , с целью повышения достоверности контроля, пьезоэлемент выполнен в виде кольИзобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля материалов акустико-эмиссионным методом,Известен пьезоэлектрический преобразователь, выполненный в виде пьезо. пластины с электродами,. работающий на сдвиговых колебаниях 11.Наиболее близким по технической 10 сущности к предлагаемому являетсяпьезоэлектрический преобразовательдля приема сигналов акустическойэмиссии (АЭ), содержащий.пьезоэлемент с электродами, работающий насдвиговых колебаниях 21,Недостатком указанных устройствявляется зависимость амплитуды принимаемого сигнала от направленияприема, обусловленная направлениемвектора поляризации в пластине, неимеющим осевой симметрии,Целью изобретения является повышение достоверности контроля,Поставленная цель достигаетсятем, что в пьезоэлектрическом преобразователе для приема сигналовакустической эмиссии, содержащемпьезоэлемент с электродами, работающем на сдвиговых колебаниях, пьезоэлемент выполнен в виде круглойпластины с вектором поляризации,направленным от плоских поверхностейк цилиндрической и имеющим осевуюсимметрио, а электроды нанесены наплоские поверхности пьезоэлемента,5 20 25 30 По второму варианту выполнения преобразователя , пьезоэлемент выполнен в виде круглой пластины с вектором поляризации, направленным 4 О от одной из плоских поверхностей к цилиндрической и имеющим осевую симметрию, а электроды нанесены на плоские поверхности пьезоэлемента, при этом электроды выполнены в виде центрального элемента и кругового кольца.По третьему варианту выполнения преобразователя пьезоэлемент выполнен в виде кольца с вектором поляри О зации, направленным радиально и имеющим осевую симметрию, а электроды нанесены на плоские и цилиндрические поверхности пьезоэлемента электрически изолированно между собой.55На фиг, 1-4 представлен пьезоэлектрический преобразователь, варианты выполнения. По первому варианту.(фиг,1) пье" зоэлемент 1 изготовлен из круглой пластины. Вектор 2 поляризации направлен от плоских поверхностей с электродами 3 и 4 к цилиндрической поверхности 5 пьезоэлемента 1 и имеет осевую симметрию. Для получения указанного направления вектора 2 поляризации на цилиндрическую поверхность 5 наносят технологический электрод (не показан). Поляризующее поле подается между электродами 3,4 и технологическим электродом, который после окончания процесса поляризации удаляют.По второму варианту (фиг.2) пьезоэлемент 6 выполнен в виде круглойпластины. Вектор 7 поляризации направ- лен от одной из плоских поверхностей к цилиндрической (не показаны) Электроды 8 и 9 нанесены на плоские поверхности, покрывая их полностью. Для получения нужного направления вектора 7 поляризации на цилиндрическиеповерхности наносят технологическиеэлектроды (не показаны),которые послеокончания процесса поляризации удаляют,Пьезоэлемент 10 выполнен в виде круглой пластины, вектор 11 поляризации направлен от одной из плоскихповерхностей к цилиндрической (не показаны), при этом электроды нанесены на плоские поверхности пьезоэлемента 10 и выполнены в виде центрального элемента 12, 13 и кругового кольца 14, 15 (фиг,3).По четвертому варианту (фиг.4) пьезоэлемент 16 изготовлен в виде кольца и имеет вектор 17 поляризации, направленный радиально от электрода 18 к электроду 19, которые нанесены на цилиндрические поверхности пьезоэлемента 16, Электроды 20 и 21 нанесены на плоские поверхности пьезоэлемента 16, Электроды 18-21 электрически изолированы между собой.Пьезоэлектрический преобразователь, выполненный по первому варианту, работает следующим образом.Одну из плоских поверхностей пьезоэлемента 1 приводят в акустический контакт с поверхностью контролируемого изделия, например приклеивают. Упругий импульс АЭ, имеющий компоненту перемещения, параллельную плоской поверхности пье1167497 3зоэлемента 1, генерирует на электродах 3 и 4 электрический сигнал, определяемый сдвиговой пьезоэлектрической константной, В силу осевой симметрии преобразователя величина напряжения на электродах 3 и 4 не зависит от направления прихода колебаний.Пьезоэлектрический преобразователь, выполненный по второму вари анту, работает следующим образом,Упругий импульс АЭ, имеющий компоненту перемещения, параллельную плоской поверхности пьезоэлемента 6, генерирует на электродах 8 и 9 элект рический сигнал, определяемый сдвиговой пьезоэлектрический константой е 5. В силу осевой симметрии преобразователя величина напряжения на электродах 8 и 9 не зависит от нап о равления .прихода колебаний. Преобра-. зователь регистрирует также и компоненту перемещения, параллельную оси, при этом напряжение определяется пьезоэлектрической константои 25Упругий импульс АЭ, имеющий компоненту перемещения, параллельную плоской поверхности пьезоэлемента 10, генерирует на электродах 14 и 15 электрический сигнал. Компонента перемещения оси, генерирует напряжение на электродах 12 и 13. Величина напряжения на электродах 12-15 не зависит от напряжения приходаколебаний.Пьезоэлектрический преобразователь, выполненный по третьему варианту, работает следующим образом,Упругий импульс АЭ, имеющий компоненту перемещения, параллельнуюплоской поверхности пьезоэлемента 16,генерирует на электродах 20 и 21электрический сигнал, определяемыйсдвиговой пьезоэлектрической константой ф при этом величинанапряжения не зависит от направленияприхода колебаний. Преобразовательодновременно регистрирует колебанияс компонентой перемещения, параллельной оси пьезоэлемента; напряжение воз.никает на электродах 18, 19 и определягся пьезоэлектрической константойВыбор варианта пьезоэлектрического преобразователя определяетсяконкретными особенностями контролируемого изделия и характеристиками применяемой аппаратуры АЭ.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет контролироватьизделия АЭ методом с использованиемсдвиговых колебаний независимо отнаправления их прохода за счет использования пьезопластин, поляризо,ванных симметрично относительнооси преобразователя,акаэ 113 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектна 427/4НИИПИпо дел35, М осу м и ква Тираж 89 рственного ко бретений и от Ж, Раушска 7 Подписимитета СССРкрытийя наб д. 4/5