Пьезоэлемент для ультразвуковых преобразователей Советский патент 1985 года по МПК G01N29/04 

чХХХХМIКУЧ

Т т

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля материалов с большим затуханием ультразвука в излучающих и приемных ультразвуковых преобразователях.

Известен пьезоэлемент Для ультразвуковых преобразователей, выполненный в виде диска lj .

Недостатком известного пьезоэлемента является искажение формы сигнала при излучении и приеме улБтразвуковых колебаний, что связано с модуляцией высокочастотных толщинных колебаний пьезоэлемента низкочастотными радиальными из-за соизмеримости тотацины и диаметра пьезозлемента.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является пьезоэлемент для ультразвуковых преобразователей, выполненный в виде кольца 2

Однако в известном пьезоэлементе не определены оптимальные геометрические его размеры, что ограничивает эффективность его работы.

Цель изобретения .- повышение коэффициента преобразования ультразвукового преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в пьезоэлементе для ультразвуковых преобразователей, выполненном в виде кольца, размеры кольца выбраны из соотношений D«3,7 h,

а 0,55 - 0,3, где D - внешйий диаметр кольца; d - диаметр отверстия; h - толщина кольца.

На чертеже изображен пьезоэлемент.

Пьезоэлемент выполнен в виде кольца 1 с нанесенными на него электродами 2.

Пьезоэлемент работает следующим образом.

При подаче на электроды электрического напряжения пьезоэлемент совершает механические колебания, частота которых определяется как толщиной пьезоэлемента, так и соотношением диаметров кольца и отверстия. При этом, если выполняется условие ,7h, то обеспечивается совмещение частоты третьей гармоники основной моды радиальных колебаний с частотой толщинных колебаний и устраняется искажение формы сигнала при излучении и приеме ультразвуковых колебаний.

Если в пьезоэлементе ,3,

то обеспечивается уверенное возбуждение в нем третьей гармоники радиальных колебаний. Однако это соотношение не должно превышать 0,5, поскольку в противном случае уменьша ется площадь излучающей поверхности, и возрастают боковые лепестки диаграммы направленности, что уменьшает эффективность работы преобразователя.

Пьезоэлемент для ультразвуковых преобразователей позволяет значительно повысить коэффициент преобразования, поскольку при его геометрических размерах, выбр анных в соответствии с приведенными соотношениями, происходит совмещение частоты третьей гармоники основной моды радиальных колебаний с частотой толщинных колебаний.

ПЬЕЗОЭЛБМЕНТ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, выполненньй в виде кольца, отличающийс я тем, что, с целью повышения коэффициента преобразования ультразвукового преобразователя, размеры кольца выбраны из соотношений ,7 h, а 0,5 где D внещний диаметр кольца; d - диаметр отверстия; h - толщина кольца. (Л