Способ контроля качества прямых совмещенных пьезоэлектрических преобразователей

ВТОРСКОМУ КИХ ПРЕОБР в том, что ненагружен гие колеба берации и качестве п аданян,.А,Чуприннический качестваТехнологи 5,000.000.525 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР САНИЕ ИЗ(46) 23.09.85. Бюл. У 3 (72) М.Б.Гитис, А.С, Пар Д,А.Ройф, А.А.Станко и В (71) Кишиневский политех институт им. С.Лазо (53) 620.179.16(088.8) (56) Сборка и контроль склеивания резонаторов. ческая инструкция К 61,2 ПО "Волна", 1980, с. 34)(57) СПОСОБ КОНТРОЛН КАЧЕСТВАЯМЫХ СОВМЕЩЕННЫХ ПЬЕЗОЗЛЕКТРИЧЕСАЗОВАТЕЛЕЙ, заключакицийсявозбуждают в акустическином преобразователе упру" ния, измеряют время реверпо его величине судят о реобразователя, о т л и - ч а ю ц и й с я тем, что, с целью повьппения информативности контроля, нагружают преобразователь нормированной акустической нагрузкой, измеряют время реверберации нагруженного преобразователя, а тип дефекта преобразователя определяют по разности времен реверберации в наг" руженном и ненагруженном состояниях.Изобретение относится к ультразвуковому неразрушающему контролю качества материалов и изделий и может быть использовано при контроле прямых совмещенных пьезоэлектрических щеобразователей, например, используемых для ультразвуковой дефектоскопии.Целью изобретения является повышение информативности контроля, как за счет выявления неплоскостности протектора, так и за счет возможности оценки качества отдельных элементов конструкции преобразователя, т.е. клеевого соединения демпфера 15 с пьезоэлементом, клеевого соединения пьезоэлемента с протектором и самого протектора.На фиг. 1 представлен прямой совмещенный пьезоэлектрический пре- Ю образователь, установленный на нормированную акустическую нагрузку, разрез", на фиг, 2 - блок-схема установки, реализующей предлагаеьый способ контроля; на фиг. 3 - времен ные диаграммы напряжений на выходах отдельнихблоков устсновки, на фиг4 - временные зависимости электрического напряжения (Ф - нормального ненагруженного преобразователя, 30 В - нормального преобразователя, установленного на нормированную акустическую нагрузку, 3 - ненагруженного преобразователя с некачественным демпфером,- ненагруженного преобразователя с протектором, обладающим неплоским торцом,- преобразователя с протектором, обладающим неплоским торцом, установленного на нормированную акустическую наг- рузку.Преобразователь 1 содержит пьезоэлемент 2, демпфер 3 и протектор 4, нормированную акустическую нагрузку 5, контактную жидкость 6.45Установка, реализующая контроль качества по предлагаемому способу, содержит последовательно соединенные электрический генератор 7.высокочастотных импульсов, например, аналогичО ный генератору ультразвукового деФектоскопа УДПУ, ограничитель 8, усилитель 9, компаратор 10 и блок 11 измерения временного интервала от начала колебаний преобразователя 1 до момента уменьшения величины их огибающей ниже заданного уровня, Синхронизирующий выход генератора. 7 электрически связан с соответствующим входом блоком 11 измерения временного интервала, а преобразователь 1 с входом ограничителя 8.Способ заключается в следующем,Устанавливают теоретически или же экспериментально на основании измерений на преобразователях, принятых за норму для заданной конструкции и технологии изготовления преобразова" теля 1, допустимый уровень реверберации. В зависимости от типа преобразователя 1, его рабочей частоты и области применения допустимый уровень реверберации составляет примерно -40-(-б 0) дБ относительно импульса возбуждения, т.е, 10-2-10- В. Воз-. буждают в акустически ненагруженном преобразователе 1 при помощи генератора 7 упругие колебания, Упругие колебания в преобразователе 1 не заканчиваются после прекращения действия импульса возбуждения генератора 7, а продолжаются еще некоторое вре" мя, в результате чего на вход ограничителя 8 поступает сигнал П 1 (фиг. 3) . Ограничитель 8 позволяет избежать перегрузки за счет импульса возбуждения усилителя 9, на вход которого поступает сигнал П (фиг.3). Усилитель 9 поднимает уровень сигнала до величины, необходимой для нормальной работы компаратора 1 О, на вход которого поступает сигнал П (фиг. 3), Компаратор формирует последовательность импульсов Пр до тех пор, пока величина временной огибающей импульсов, претерпевших многократные отражения в преобразователе 1, не станет меньше допустимого уровня реверберации. При помощи блока 11 измеряют время й 1 реверберации от начала колебаний преобразователя, определяемого по синхроцмпульсу от генератора 7 до окончания последнего импульса, сформированного компаратором 10. По величине времени Т реверберации судят о качестве преобразователя 1. Если во временной зависимости электрического напряжения ненагруженного преобразователя 1 имеют место отдельно стоящие импульсы (фиг. 46), то это свидетельствует о некачественном изготовлении демпфера 3 вследствие либо недостаточно высокого коэффициента затухания материала демпфеЬа 3, либо неправильного выбора, или выполнения конструкции демпфера3 и его геометрических размеров,что вызывает добавление к колебаниямпо инерции пьезоэлемента 2 импульсов, многократно отраженных в демпфере 3. Если отдельно отстоящих импульсов.нет, а время с ревербера-,ции ненагруженного преобразователявелико, то это свидетельствует оплохой, адгезии к пьезоэлементу 2демпфера 3 или протектора 4. Затемвыбирают соответствукицую нормированную акустическую нагрузку 5,наносят на нее контактную жидкость6 и устанавливают на ней преобразователь 1 при помощи прижимного.устройства (не показано), нормализующего акустический контакт междупреобразователем 1 и нагрузкой 5.После этого, повторяя те же измерительные операции, что.и в случаененагруженного преобразователя 1,измеряют время й, реверберации ненагруженного преобразователя 1.Проводя измерения времени. С иреверберации в нагруженном и ненаг-.руженном состояниях, по их разностиопределяют тип дефекта преобразователя 1. Если торец протектора 4неплоский, то образуется некоторыйслой контактной жидкости 6 (фиг. 1),в котором .возникает реверберация, .что приводит к росту времени Среверберации нагруженного преобразователя 1 (фиг. 4) по отношению ккремени й реверберации ненагруженного преобразователя 1 (фиг. 4 р),т.е. С 2 - ЕО. Если в преобразователе 1 нарушена адгезия протектора 4 к пьезоэлементу 2, то при установке преобразователя 1 на нагрузку 5 отбор энергии незначителен,180790 4и в этом случае время С ревербера.ции в нагруженном состоянии практи-.чески не отличается от времени реверберации 1 в ненагруженном состоянии, т.е. С - С Ф О. Если преобразователь работает нормально, то приизмерении в нагруженном состояниичасть энергии колеблющегося пьезоэлемента 2 уходит в акустическую наг 10 рузку 5, и время Т реверберации нагруженного преобразователя 1 меньше,чем время С 1 реверберации йенагруженного преобразователя 1, т.е,О, причем эта разница обычно15 .составляет- йр = -(0,2-0,4). Если в преобразователе 1 нарушена адгезия демпфера 3 к пьезоэлементу 2,то при установке преобразователя 1на нагрузку 5 отбор энергии значите 20 лен, демпФирование колебаний проис-ходит в основном из-за излучения внагрузку, и времяреверберациинагруженного преобразователя 1меньше, чем время СревербеЪ 5 рации ненагруженного преобразователя 1, т. е Й - 1О,но в этом случае разницасоставляет , - С = -(0,8 -2,0),.30Таким образом, предлагаемый способ контроля качества прямых совмещенных пьезоэлектрических.преобразователей позволяет по величине и знаку разности времен ревербераций нагруженного и ненагруженного преобразователей не только выявить неплоскостность протектора, но и различитьразличные типы дефектов преобразователей, что весьма существенно припрогнозировании эффективности ремонтных работ.11180790 Составитель В.ГондаревскийТехред З.Палий КорректорИ.Эрдей Редактор О,Черниченк Заказ 5914/42 Тираж 896 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.