Ультразвуковой преобразователь Советский патент 1983 года по МПК B06B1/06 G01N29/04 

Uf

IS5

т

оо

4

1/ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при ультразвуковом контроле. Известен преобразователь, содер- жащий пьезоэлемент с емкостным узлом возбуждения и призму, по поверхности которой может перемещаться пьезоэлемент l . Недостатками такого преобразователя являются Малая точность измерения Направления ультразвука и низкая производительность контроля. Наиболее близким к предлагаемому является ультразвуковой преобразователь, содержащий; пьезоэлемент и ;торроидальную катушку ийдуктйвности с магнитопроводом, коаксиально рас положенную относительно пьезоэлемента 2. Недостатком этого преобразователя является низкая разрешающая способность из-за того, что он обладает осесимметричной косинусоидальной диа граммой направленности, что, )з свою очередь, не позволяет определять амплитуду и направление ультразвуково .волны, а лишь величину ее проекции на ось преобразователя. Цель изобретения - повышение дост верности контроля за счет увеличения угловой разрешающей способности преобразователя. Указанная цель достигается тем, что ультразвуковой преобразователь, содержащий пьезоэлемент и торроидаль ную катушку индуктивности с магнитопроводом, коаксиально расположенную относительно пьезоэлемента, снабжен .двумя дополнительными торроидальными катушками индуктивности с МагнитопрС)В,одами, размещенными в плоскостях перпендикулярных плоскости основной катушки, и соединенными с магнитопроводом последней, Пьезоэлемент выполнен в виде сферы. На фиг. 1 изображена принципиальная схема преобразователя, на фиг,2 конструкция преобразователя, разрез. Преобразователь состоит из сферического пьезоэлемента 1, катуитек 2-4 индуктивности На магнитных Ферритовых сердечниках 5-7, закрепленны в корпусе 8, выполненном из оргстекла с крышкой 9 и токовыми выводами 10. Преобразователь работает следующим образом. Падающая ультразвуковая волна вызывает в пьезоэлементе токи смещения, а следовательно, переменное магнитное поле вокруг него, а в катушках - индукционные токи, Если вектор падаю-, щего поля спроектировать на нормали к плоскостям катушек, то амплитуды напряжений, снятых с катушек 2-4, пропорциональны величинам проекций. Амплитуда падающей волны определяется следующим образом; и-4иТмф ;1|с(., . где и - опорный сигнал, прошедший из первого квадранта; U - синфазный сигнал на катушке 3; U- - сигнал на катушке 4 f - угол падения луча. Если разделить полупространство, в котором находится источник излучения на четыре квадранта, то можно, определить направление откуда пришей луч. Например., если U имеет отрицательный сдвиг по фазе, aU поло жительный, то луч пришел со второго квадранта:, если Uj - отрицательный, Uj - отрицательный сдвиг по фазе, то луч пришел с четвертого квадранта зная проекции амплитуддл ультразвуковой волны На ортогональный базис, можно по соотношению их определить угол падения и направление ультразвуковой волны, а также амплитуду, как веКТОрную сумму всех составляющихпроекций, т, е, такой преобразователь позволяет принимать сигнгшы от разных дефектов одновременно, не требуя подстройки на каждый из них. Конструктивный вариант позволяет измерять две проекции амплитуды ультразвуковой волны, т,е, показать работу преобразователя в плоскости. Таким образом, пpeдлaгae ий преобразователь позволяет определять амплитуду ультразвуковой волны, угол падения и направление в пространстве, что позволяет принимать сигналы под разными углами одновременно. , Применение преобразователя повышает производительность контроля, так как изменение угла наклона ввода луча не требует дополнительной настройки .

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, -содержащий пъезоэлемент и торроидальную катушку.индуктивности с магнитопроводом, коаксиально расположенную относительно пьезоэлемекта, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет увеличения угловой разрешающей способности, он снабжен двумя дополнительными торроидальными катушками индуктивности с магнитопроводами, размещенными в плоскостях, перпендикулярных плоскости основной катушки, и соединенными с магнитопроводом последней . 2. Преобразователь по п. 1, о т личающийся тем, что пьезоэлемент выполнен в виде сферы. т с