Пьезоэлектрический преобразователь и способ его изготовления
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1670592
Автор: Марин
Текст
) ( ) 70592 А 1 й 29/24 ОПИСАНИЕ И ЗС) Б РЕТ К АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВУ шение надеж раэователя за напряжений способа его напряжения за счет выпол в виде монол вышающим д бором толщи десять раз, б Повышение т преобразоват товления про путем отверж риала во втул 2 с,п. ф-лы, 3 М 30е специальное конструкучно-производственного техимавтоматика", Бюл шевско юро Н я "Не рьин(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИ ЗОВАТЕЛЬ И СПОСО НИЯ (57) Изобретение отно щему контролю. Цель СКИИ ПРЕОБР ЕГО ИЗГОТОВЛ сится к нераизобретения ушаю- повыл с демпдемпфтекторвий О (Л О 10де Оп - диаметр пьезоэлемента:Ьд - высота демпфера,Для изготовления пьезоэлектрического преобразователя предусмотрены нижняя полуматрица 8, верхняя полуматрица 9 и втулка 10,Пьезоэлектрический преобразователь работает следующим образом,При подаче рабочего импульса на пьезоэлемент 1 часть ультразвуковых колебаний проходит через и"отектор 2 в контролируемую среду, а другая часть попаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(21) 470920 (22) 10,05,8 (46) 15,08.9 (71) Куйбы торское б обьединени (72) Н,С, Ма (53) 620.179 (56) Авто рс М 1548747 Изобретение относится к области не- разрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковом контроле.Целью изобретения является повышение надежности и долговечности преобразователя за счет снижения механических напряжений и повышение технологичности способа его изготовления,На фиг, 1 показан пьезоэлектрический преобразователь; на фиг. 2 и фиг. 3 - схемы, поясняющие способ его изготовления.Пьезоэлектрический преобразователь содержит пьезоэлемент 1, установленные на его поверхностях протектор 2 и демпфер 3, установленную в теле демпфера соосно пьезоэлементу металлическую трубку 4 и размещенные в ней электрические выводы 5 от пьезоэлемента, рант 6 и буртик 7, Протектор 2 выполнен в виде монолитного узла ности и долговечности преобсчет снижения механических и повышение технологичности изготовления. Механические в преобразователе снижаются нения демпфера и протектора итного узла с диаметром, преиаметр пьезоэлемента, и выны демпфера не менее, чем в ольшей толщины протектора, ехнологичности изготовления еля достигается за счет изготектора аналогично демпферу дения композиционного матеке, установленной на демпфер. ил. ром 3, а величины О идиаметраа и четверть волновой высоты просоответственно выбраны из усло+Одает в тело демпфера Э, где происходит их гашение. Градиент напряжений, сосредоточенный на краях протектора, в преобразователе смещается и располагается по периметру демпфера, За счет захвата протектора 2 композитным материалом демпфера Э концентрация напряжений клеевой системы на краях пьезоэлемента 1 ослаблена, а так как масса демпфера 3 превосходит массу протектора 2, то при усадке компоэитного материала происходит "подтягивание" протектора 2 к пьезоэлементу 1 до достижения окончательной прочности клеевой системы, т.е, усадка используется так, что она способствует увеличению прочности соединения протектора с пьезоэлементом.Торец трубки 4, расположенный на определенном расстоянии (выбор расстояния определяется экспериментальным путем) от тыльной стороны пьезоэлемента 1, способствует равномерному распределению напряжений в преобразователе, что ведет к повышению усталостной прочности при воздействии упругих колебаний на клеевую систему во время работы преобразователя.При диаметре демпфера меньше указанного отслаивание протектора происходит, как установлено, после 10 - 20 термоциклов. При выборе диаметра демпфера в соответствии с указанным отслаивание не происходит даже при 100 термоциклах. Дальнейшее увеличение диаметра демпфера нецелесообразно из-за роста габаритов преобразователя и ухудшения его технических характеристик, Установлено также, что отслаивание демпфера и протектора от пьезоэлемента при термоциклировании не происходит, когда толщина демпфера в десять раз и более превышает толщину протектора.Способ изготовления пьезоэлектрического преобразователя осуществляется следующим образом.Центральное углубление нижней полу- матрицы 8 покрывают тонким слоем вязкой жидкости. Пьезоэлемент 1 с припаянными электрическими выводами 5 по скользящей посадке устанавливают в глухое отверстие нижней полуматрицы 8 и прижимают ко дну, При этом сторону пьезоэлемента 1, подлежащую заливке компаундом, состоящим из эпоксидной смолы с наполнителем, обезжиривают спирто-бензиновой смесью, промывают в мыльном растворе синтетического порошка, прополаскивают и высушивают, Затем на цилиндрическую часть нижней полуматрицы 8 устанавливают по скользящей посадке верхнюю полуматрицу 9 с внутренним диаметром, равным диаметру пьеэоэ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лемента 1 плюс корень квадратный из диаметра этого пьезоэлемента и смазывают тонким слоем смазки, например, ЦИАТИМ. Свежеприготовленный демпфирующий компаунд Э заливают в литьевую форму, состоящую иэ нижней 8 и верхней полуматриц 9. Электрические выводы 5 пьезоэлемента 1 пропускаются через трубку 4 и буртик 7, Трубка 4 вводится в центральную часть демпфирующего компаунда 3 соосно пьезоэлементу 1, Для фиксации трубки 4 в демпфирующей композиции предусмотрен буртик 7, который по периметру фиксируется в проточке верхней полуматрицы 9. После 6-8 ч отверждения при 20 С преобразователь освобождают иэ полуматриц, Лицевую часть преобразователя обезжиривают спирто-бензиновой смесью, промывают в мыльном растворе синтетического порошка и высушивают, Далее на демпфирующую часть преобразователя (фиг, 3) устанавливают фторопластовую втулку 10, нижний конец которой опирается на рант 6. Свежеприготовленный компаунд 2 заливают на лицевую часть пьезоэлемента 1, Для практики высота заливочного компаунда не должна превышать более половины длины волны на резонансной частоте преобразователя от лицевой стороны пьезоэлемента, перемешанную с наполнителем смолу подвергают вакуумированию для удаления воздушных включений в вакуумном термостате при 80-90 С в течение 20 - 30 мин и после охлаждения до 20 - 25 С перед заливкой преобразователя за 5-7 мин в нее добавляют отвердитель. Преобразователь помещают в термошкаф и при 85 С в течение 20 мин производят отверждение, После полимеризации композитного материала с преобразователя снимают втулку и в специальной оправке на токарном станке торцуют требуемую толщину резонансного донышка (протектора). Готовый преобразователь подвергают термической обработке в течение 8 ч при 80" С последующим остыванием в термопечи до температуры окружающей среды.Таким образом, эа счет выполнения демпфера и протектора в виде монолитного узла соответствующих размеров из материала с одинаковыми температурными коэффициентами линейного расширения повышаются надежность и долговечность преобразователя, Исключение в способе его изготовления трудоемких операций изготовления протектора и демпфера как самостоятельных элементов, их старения, подготовки их контактных поверхностей и приклейки к пьезоэлементу повышает тех1670592 фиг.г Составитель В. СорокинРедактор О. Спесивых Техред М.Моргентал Коррек Шевкун Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2747 Тираж 372 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушскэя наб., 4/5
СмотретьЗаявка
4709207, 10.05.1989
КУЙБЫШЕВСКОЕ СПЕЦИАЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ "НЕФТЕХИМАВТОМАТИКА"
МАРЬИН НИКОЛАЙ СЕМЕНОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01N 29/24
Метки: пьезоэлектрический
Опубликовано: 15.08.1991
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-1670592-pezoehlektricheskijj-preobrazovatel-i-sposob-ego-izgotovleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Пьезоэлектрический преобразователь и способ его изготовления</a>
Предыдущий патент: Способ определения пластичности покрытия изделия
Следующий патент: Акустический преобразователь
Случайный патент: Устройство для измерения параметров вращающихся деталей