Способ формирования акустического поля многоэлементного пьезоэлектрического преобразователя

(19) (11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР МИТЕТ ОТНРЫТИЯМТВУ ВТОРСНОМУ СВИ источника 6 встреч ваютное Подают утренн ение Б напря от ну где П я д Изобрет шающему ко зовано при Целью и ние точнос параметров На фиг. схема устр предлагае клонный пр пьезоэлеме мы, поясня(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке н разрушаюцих методов и средств контроля качества материалов(56) Авторское свидетельство СССР Р 794494, кл. С 01 И 29/04, 1979.Самойлов Л. К. Электронное управление характеристиками направленности антенны. Л.: Судостроение, 1987, с. 32, 51.(54) СПОСОБ ФОРИИРОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ 11 НОГОЭЛЕИЕНТНОГО ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к неразрупающему контролю. Целью изобретения является повышение точности формирования заданных параметров акустического поля. Отключают преобразователь ение относится к неразрунтролю и может быть испольультраэвуковом контроле. зобретепия является повьппети формирования заданныхакустического поля.1 изображена структурная ойства, осуществляющего мый способ; на фиг,2 - наеобраэователь из четырех нтов, на фиг.3 - диаграмющие принцип формирования(%)Ю С 035292/, 2 Я(2 Й 2 от деФектоскопа 5 и подключают кисточнику 6 напряжения электроды одного или нескольких пьезоэлементов,а остальные пьезоэлементы закорачиему полю пьезоэлементов изменяют величину (1 п значения (О, 1-0, 2) П пр э апряжение пробоя пьеэоэле мента и обратно до нуля со скоростью, не превьппаюцей скорости установления равновесного состояния в материале пьезоэлемента, не менее пятираз. Подключают данный пьезоэлементсогласно или встречно к другим пьезоэлементам, предварительно разомкнувпх электроды. Измеряют параметрыакустического поля, прн их совпадении с заданными судят о формировании необходимого акустического поля.При несовпадении повторяют операцииподачи напряжения (1 н при последовательном увеличении максимального значения этого напряжения доПп . 3 ил. акустического поля этого преобразователя.Устройство содержит акустическую нагрузку 1 с устройством отсчета, на поверхности которой установлен преобразователь 2, коммутирующее устройство 3, переключатель 4, дефектоскоп 5 и источник Ь напряжения.Способ формирования акустического поля многоэлементного пьезоэлектрического преобразователя осуществляют следующим образом. Отключают преобра 1 Ь 58078зователь 2 от дефектоскопа 5 и подключают к источнику 6 напряжения электроды одного или нескольких пьезоэлементов, или электроды одной или нескольких секций одного пьезоэлемента, остальные пьезоэлементы или секции закорачивают. Подают от источника б встречное внутреннему полю пьезоэлементов или секций напряжение ве личиной 11, изменяют величину У 1, от нуля до значения (0,1 - 0,2) Ур где 11 пЕ ОрЕг - эпектрическая прочность материала пьезоэлемента, 1 - его толщина, и обратно до нуля со скоростью, не превышающей скорости установления равновесного состояния в материале пьезоэлемента, не менее пяти раз, Подключают данный пьезоэлемент или секцию согласно или встречно к другим пьезоэлементам или секциям, предварительно разомкнув их электроды. Подключают преобразователь 2 к дефектоскопу 5 и проводят измерения параметров акустического поля с помощью акустической нагрузки 1 с устройством отсчета. При совпадении измеренных параметров с заданными судят о Формировании необходимого акустического поля. При несовпадении повторяют операции подачи напряжения Б 1 при последовательном увеличении м ксимального значения этого напряжения от (О, 1 - 0,2) Бр до Пор;Для примера рассмотрим преобразователь, изображенный на Фиг,2, В исходном состоянии каждый из четырех пьезоэлементов образует четыре преобразователя с одинаковыми по модулю и Фазе коэффициентами К и преобразования, как показано на Фиг.За. При40 включении электродов 1-4 преобразова тель характеризуется диаграммой направленности Р 1.После первой перестройки преобра зователя, когда на первый пьезоэлемент не подают напряжения, а на пьезоэлементы 2, 3 и 4 подают напряжения Ц 2, Бр и У н соответственно такие, что УИ УН 2, и УН 4 0 НЗ, и пя тикратно изменяют от нуля до максимального значения, значения коэффициентов преобразования пьезоэлементов показаны на Фиг.Зб. В этом случае коэффициент преобразования четвертого пьезоэлемента оказывается равным нулю.. После второй перестройки преобраэователя, когда Цн 2) 11 Й 2 "нЗ"Н 1 и Б ) Ьи , получаем значения коэффициентов преобразования, показанные наФиг.Зв. В этом случае коэффициентпреобразования третьего пьезоэлементаравен нулю, а у четвертого уже отличен от нуля и противоположен по знаку,После третьей перестройки, когдаподают напряжение, изменяющееся отнуля до Б и, только на четвертый пьезоэлемент, получаем показанное наФиг.Зг распределение коэффициентовпреобразования.Таким образом, за счет переполяризации части или всего объема пьезоэлементов можно изменять дискретноамплитудное и/или Фаэовое распределение коэффициента преобразования, атакже давлений и смещений на поверхности преобразователя в режиме излучения и приема, либо электрическогосигнала на выходе каждого пьезоэлемента в режиме приема, Поэтому можноизменять такие параметры как направление основного лепестка диаграммынаправленности и его ширину,Способ позволяет уменьшить разброспараметров акустического поля преобразователей при их изготовлении, атакже осуществлять перестройку этихпараметров непосредственно при проведении ультразвукового контроля.ормула изобретенияСпособ Формирования акустического поля многоэлементного пьезоэлектрического преобразователя, включающий подачу электрического напряжения смещения на электроды преобразователя, устранение этого напряжения, подключение преобразователя к генератору ультразвуковых колебаний и измерение параметров его акустического поля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности формирова - ния заданных параметров акустического поля, подают на электроды одного или нескольких пьезоэлементов, или на электроды одной или нескольких секций одного из пьезоэлементов при замкнутых электродах других пьезоэлементов или секций электрическое напряжение смещения величиной Б 1изменяют величину П н от нуля до значения (0,1 - 0,2) 11, где Уд с Е 1, Е р - электрическая прочность материала пьезоэлемента, 1 - его толщина, и обратно до нуля со скоростью,1658078 Фиг. 2 1не превьппаюпей скорости установленияравновесного состояния в материалепьезоэлемента, не менее пяти раз,подключают электроды данного пьезоэлемента или данной секции к разомкнутым электродам других пьезоэлементов или секций согласно или встречно,измеряют параметры акустического поля и при их совпадении с заданными судят о Формировании необходимого акустического поля преобразователя, а при несовпадении повторяют операции подачи напряжения Уя при последовательном увеличении максимального значения .этого напряжения от (О, 1 - 0,2) 0 до Ояко1658078 Составитель В.Сорокинр Е.Полионова Техред М.Моргентал,Корректор И.Самборска Ре ельский комбинат "Патент", г. Ухгород, ул. Гагарина,зводственно-и аказ 2432 Тирах 407 Подписное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5