НАКЛОННЫЙ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Российский патент 2011 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к области ультразвуковой дефектоскопии и касается конструкции наклонных пьезопреобразователей (ПП).

Известно, что значительная часть используемых в промышленности наклонных ПП имеют следующую конструкцию - на одной из граней (задней) пластмассовой призмы закреплена пьезопластина, а на противоположной ей передней грани призмы выполнены углубления для рассеяния ультразвука с целью уменьшения собственных шумов ультразвукового датчика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является наклонный ПП, схематично изображенный на стр.259 (рис.10.59, поз.2) справочника Й.Круткремер, Г.Крауткремер «Ультразвуковой контроль материалов». - М.: Металлургия, 1991 г., имеющий именно такую конструкцию.

Возможные известные варианты рассеивающих конструкций ПП такого типа описаны также в этом справочнике на стр.239.

Углубления на рассеивающей грани призмы ПП такого типа имеют форму треугольных канавок и реализуются обычно с помощью специализированных фрез, что существенно усложняет технологию производства. Кроме того, эти углубления для дополнительного ослабления отражений обычно заполняют поглощающим ультразвук материалом - например, смолами с наполнителем, а сделать это надежно и аккуратно при малых размерах призмы и упоминаемых выше формах рассеивающей поверхности практически довольно сложно из-за густой консистенции смесей, рассеивающих ультразвук, что увеличивает вероятность выпуска недоброкачественной продукции. Важным недостатком является также то, что стандартный процесс изготовления практически исключает возможность подгонки наклона передней грани призмы относительно рабочей поверхности ПП для каждого конкретного датчика, что не позволяет получить как минимальный уровень собственных шумов датчика, так и минимальное расстояние от точки выхода ультразвука до передней стенки ПП.

Задачей настоящего изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик наклонных ПП и упрощение технологии их производства.

С этой целью в наклонном пьезопреобразователе, содержащем пьезопластину и звукопровод в виде призмы, вдоль одной из граней которой выполнено углубление, рассеивающее ультразвук, углубление выполнено в виде части боковой поверхности цилиндра.

Конструкция предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит пьзопластину 1, закрепленную на одной из граней призмы 2. На противоположной грани призмы 2 выполнено рассеивающее ультразвук углубление 3 в виде части боковой поверхности цилиндра.

Использование предлагаемого технического решения обеспечивает следующие новые полезные свойства для наклонных ПП.

Во-первых, для их изготовления не нужна никакая специализированная оснастка - цилиндрическое углубление реализуется либо обычной торцевой фрезой, либо вообще выполняется круглым напильником подходящего диаметра. Во-вторых, поскольку рассеивающая поверхность имеет цилиндрическую форму, поглощающий материал не наносится на переднюю грань датчика, а предварительно отформовывается или вытачивается в виде круглого стержня необходимого диаметра, после чего часть этого стержня просто вклеивается в подготовленное цилиндрическое углубление на передней грани датчика, а выступающая из примы часть стержня удаляется с помощью механической обработки (например, плоским напильником).

Кроме этого, предлагаемая конструкция позволяет прямо в процессе сборки обычным круглым напильником подбирать угол наклона цилиндрического углубления по отношению к рабочей поверхности призмы для обеспечения минимального уровня шумов и минимального расстояния от точки выхода ультразвука до передней стенки корпуса собранного датчика (для обеспечения минимальной “стрелы” выхода ультразвука) при непосредственном наблюдении сигнала на экране дефектоскопа в процессе доработки.

В результате использования новой технологии удалось вдвое снизить трудозатраты на изготовление наклонных ПП при снижении уровня их собственных шумов за счет возможности подбора наклона рассеивающего углубления непосредственно в процессе изготовления каждого отдельного датчика на 6-12 дБ по сравнению со среднестатистическим преобразователем того же класса других изготовителей и при превосходной повторяемости результатов.

Использование: для ультразвуковой дефектоскопии. Сущность: заключается в том, что наклонный пьезопреобразователь содержит пьезопластину и звукопровод в виде призмы, вдоль одной из граней которой выполнено углубление, рассеивающее ультразвук, при этом углубление выполнено в виде части боковой поверхности цилиндра. Технический результат: улучшение эксплуатационных характеристик наклонных пьезопреобразователей и упрощение технологии их производства. 1 ил.

Наклонный пьезопреобразователь, содержащий пьезопластину и звукопровод в виде призмы, вдоль одной из граней которой выполнено углубление, рассеивающее ультразвук, отличающийся тем, что углубление выполнено в виде части боковой поверхности цилиндра.