Раздельно-совмещенный ультразвуковой преобразователь Советский патент 1985 года по МПК G01N29/04 

Изобретение касается ультразвукового неразрушающего контроля изделия и может быть использовано для обнаружения подповерхностных дефектов. .

Известен раздельно-совмещенный ультразвуковой преобразователь, содержащий излучшощий и приемный пьезоэлементы,наклонные сужакндиеся в направлении рабочей поверхности преобразователя звукопроводы, на торцах которых установлены пьезоэлементы, акустический экран/ установленный между звукопроводами, и демпфер, размещенные в корпусе l .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаег мому результату является раздельносовмещенный ультразвуковой преобразователь , содержащий излучающий и приемный пьезоэлементы, наклонные звукопроводы, на торцах которых установлены пьезоэлементы, установленный между звукопроводами акустический экран,демпфер и охватывающий их корпус 23 .

Недостатком известных раздельносовмещеннЕлх ультразвуковых преобразователей является низкая чувствительность контроля подповерхНостных дефектов, что: обусловлено намертвой

личием

зоны.

Цель изобретения - повышение чувствительности контроля подповёрхност ных дефектов.

Это достигается тем, что в разельно-совмещенном ультразвуке- у вом преобразователе, ; содержащем

излучающий и приемный пьезоэлементы, наклонные звукопроводы, на торцах которых размещены пьезоэлементы, установленный между звукопроводами акустический экран,

емпфер и охватывающий их корпус, . торец наклонного звукопровода,предазначенный для установки излучаюего пьезоэлемента, выполнен в вие двух параллельных ступеней,плоскость раздела которых перпендикуярна акустическому экрану, высота ступени выбирается исходя из соот- ношения.

. 2V гдеЬ .- высота ступени; .

С - скорость ультразвуковых колебаний в материале звукопровода:;

IQ- собственная частота колебаний пьезозлементрв, а излучающий пьезоэлемент выполнен в виде двух равных частей, установ- енных на ступенях звукопровода.

На фиг.1 схематически изображен предлагаемый раздельно-совмещеннрый ультразвуковой преобразователь, разрез; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1

Раздельно-совмещенный ультразвуковой преобразователь содержит части 1 и 2 излучающего пьезоэлемента, приемный пьезоэлемент 3, звукопровод 4, на двух ступенях 5 и 6 торца которого с высотой h , выбранной из указанного выше соотношения, установлены части 1 и 2 излучёцощего пьезоэлемента, звукопровод 7, на котором установлен приемный пьезоэлемент 3, разделяющий пьезоэле- ;, менты акустический зкран 8 и демп-; фер 9, установленные в корпусе 10, ,

а также электрические выводы 11 и 12, предназначенные для подключения

преобразователя к дефектоскопу.

Устройство работает следующим ; образом.......

Через электрический вывод 11 генератор дефектоскопа возбуждает синхронно две части 1 и 2 излучаюЬцего пьезоэлемента, которые через звукопровод 4 излучают в контролируемое изделие два когерентных импульса ультразвуковых колебаний, имеющих разность хода ,,

.

где 11 о длина волны в материале звукопровода, что обусловлено чием студеней 5 и б с высотой, выбранной из соотношения L- ,

4

АО

на тррце звукопровода 4. Эти импульсы, отразившись от донной поверхности контролируемого изделия, поступают через звукопровод 7 на приемный пьезоэлемент 3, электрические импульсы с которого через электрический вывод 12 поступают на вход дефектоскопа и далее на анализатор спектра. В спектре принятых когерентных импульсов ультразвуковых колебаний имеется характерный провал в амплитуд-, ных составляющих на частоте, равной собственной частоте колебаний пьезоэлементов преобразователя, что объясняется интерференцией когерентных ультразвуковых колебаний с разностью

хода, равной половине длины волны

этих ультразвуковых колебаний. При наличии подповерхностного дефекта на Пути одного из двух импульсов ультразвуковых колебаний происходит

сдвиг по фазе между ними и, следовательно, смещение на оси частот положения характерного провала в амплитудах составляющих спектра.

Таким образом, использование данного раздельно-совмещенного преобразователя позволяет повысить чувствительность контроля подповерхностных дефектов.

РАЗДЕЛЬНО-СОВМЕЩЕННЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содерж ий излучающий и приемный пьеэоэлементы, наклонные звукопро воды, на торцах которых размещены пьезоэлементы/ установленный межд звукопроводами акустический экран демпфер и охватывающий их корпус. отличающийся тем,что, с целью по вышения чувствительности контроля подповерхностных дефектов, торец наклонного звукопровода,предназначенный для установки излу 1ающего пьезоэлемента, выполнен в виде двух параллельных ступеней, плоскость раздела которых перпендикулярна акустическому экрану, высота ступени выбирается исходя из соотношения -илсота Ступени; -скорость ультразвуковых колебаний в материале звукопровода; -собственная частота колебаний пьезоэлементов, а излучающий пьезозлемент выполнен в виде двух равных частей, установленных на ступенях звукопровода.