Пьезоэлектрический преобразователь для неразрушающего контроля Советский патент 1984 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к нераэруш ющему контролю качества материалов ультразвуковыми методами и может быть использовано для контроля мате риалов с большим затуханием, например бетона, Известен пьезоэлектрический преобразователь для неразрушающего контроля, содержащий размещенные в корпусе пьезопластину и соединенные с ее противоположными поверхностями протектор и накладку. При этом накл ка выполнена в виде конуса из материсша с волновым сопротивлением, равным волновому сопротивлению пьез пластины, а последняя частично депо ляризована в области контакта с нак ладкой l . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату изобретению является пьезоэлектриче ский преобразователь для неразрушаю щего контроля, содержащий размесценные в корпусе пьезопластину и соеди ненные с ее противоположными поверх |Ностями протектор и накладку. При этом накладка выполнена из материал с волновым сопротивлением, равным волновому сопротивлению пьезопласти ны 2.. Недостатком известных преобразователей является низкая точность определения скорости распространения ультразвуковых колебаний в материалах с большим затуханием из-за ограниченности амплитуды излучаемых и принимаекых ультразвуковых сигналов. Целью изо« етения является повы- шение точности определения скорости распространения ультразвуковых колебаний. Поставленная цель достигается тем, что в пьезоэлектрическом преобразователе для неразрушающего контро ля, содержащем размещенные в корпусе пьезопластину и соединенные с ее противоположными поверхностями протектор и накладку, накладка выполнена из материала с волновым сопротивлением не менее, чем в 1,5 раза боль шим волнового сопротивления пьезопластины, а толщину накладки выбирают из соотношения -,ё где d,n - толщины накладки и пьезопластины cooTBeTCTBGHHoj - скорости распространения ультразвуковых колебаний в материалах накладки и пьезопластины соответственно. На чертеже изображена схема пьезо электрического преобразователя. Пьезоэлектрический преобразователь содержит пьезопластину 1 и соединенные с ее противоположными поверхностями протектор 2 и накладку 3, размещенные в корпусе 4. При этом накладка выполнена из материала с волновым сопротивлением в 1,5 раза большим волнового сопротивления материала пьезопластины, а ее толщина выбирается из соотношения (1). Преобразователь работает следующим образом. При подаче импульса электрического напряжения на пьезопластину она начинает колебаться по толщине. При этом и рабочая поверхность пьезопластины 1, соединенная с протектором 2, и противоположная ей поверхность, соединенная с накладкой 3, излучают ультразвуковые сигнсшы. Сигнал от поверхности пьезопластины 1, соединенной с накладкой 3, противоположный по знаку сигналу, излучаемому рабочей поверхностью пьезопластины через протектор 2 в контролируемое изделие, поступает на рабочую поверхность с задержкой по времени, равной времени распространения ультразвуковых колебаний по толщине пьезопластины. Однако, так как волновое сопротивление накладки 3 в 1,5 раза больше волнового сопротивления пьезопластины 1, то данный сигнал по амплитуде на порядок меньше излучаемого рабочей поверхностью сигнала и не оказывает влияния на амплитуду и длительность последнего. В связи с выбором толщины d накладки из соотношения (1) ультразвуковой сигнал, излученный поверхностью пьезопластины 1, соединенной с накладкой 3, в последнюю, отразившись от противоположной поверхности накладки 3, поступает на рабочую поверхность пьезопластины с задержкой по времени, равной / + /с , которая не меньше /Сп - задержки по времени сигнала, излученного рабочей поверхностью пьезопластины в сторону ее противоположнсй поверхности и отраженного от последней. Поэтому данный сигнал не оказывает влияния на амплитуду и длительность излучаемого в изделие сигнала. При приеме ультразвуковых сигналов сигнал, отраженный от поверхности пьезопластины, соединенной с накладкой, для выбранных значений волновых сопротивлений не меняет знак, что обуславливает увеличение амплитуды Первого полупериода принятого сигнаа. Увеличение амплитуды излученного контролируемое изделие и принятого льтразвуковых сигналов - позволяет величить базу измерения, за счет его повышается точность определения

скорости распространения ультразвуковых колебаний в контролируемом изделии и его параметров.

При использовании данного пьезоэлектрического преобразователя для получения заданной рабочей частоты толщину пьеэопластины необходимо выбирать в два раза меньшей, чем при

использовании известных,что позволяет уменьшить расход пьезокерамичёских материалов.

Таким образом, использование данного пьезоэлектрического преобразователя для неразрушающего контроля позволяет повысить точность опреде-ления скорости распространения ультразвуковых колебаний.

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ НЕРАЗРУШАЩЕГО КОНТРОЛЯ, содержащий размещенные в корпусе пьезопластину и соединенные с ее противопаложньвди поверхностями протектор и на-клощку, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности определения скорости распространения ультразвуковых колебаний, накладка выполнена из материала с волновым сопротивлением не менее, чем в 1,5 раза большим волнового сопротивления пьезопластины, а толщину накладки d выбирают из соотношения ,,Ь Су. -п где h - толщина пьезопластины; Сц,С„- скорости распространения (Л ультразвуковых колебаний в материалах накладки и С пьезопластины соответственно.