Пьезопреобразователь для приема сигналов акустической эмиссии Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 G01N29/00 

ю

э: сх

Изобретение относится к иеразрушающему контролю ,и может быть использовано при контроле с помощью сигналов акустической эмиссии.

Цель изобретения - повышение чувствительности за счет частотного согласования пьезоэлемента и волновода

На чертеже представлен пьезопреобразователь для приема сигналов акустической эмиссии.

Пьезопреобразователь содержит пьезоэлемент 1 в форме диска, который закреплен в центре на опоре 2 с помощью клея или припаян к ней низкотемпературным припоем. Опора 2 электрически изолируется от корпуса 3 с помощью втулки 4, которая являет ся креплением для опоры 2. Электрические выводы от обкладок пьезоэлемента 1 через пазы в изолирующей втулке 4 подводятся is электрическому разъему. Цанговый зажим 5 с гайкой 6 и центрирующим элементом 7 используется для закрепления пьезоэлемента 1 на волноводе 8„ Цанговый зажим 5 закрепляется на корпусе 3 с помощью резьбы или может изготовляться с ним как одно целое, тогда дно корпуса 3 с электрическим разъемом должно быть съемным, Акустнлескнй контакт между пьезоэлементом 1 и волноводом 8 осуществляется через слой жидкой смазки и протектор из . тонкой фольги (не показан),, который припаян к обкладке пьезоэлемента 1.

Пьезопреобразователь для приема сигналов акустической эмиссии работает следующим образом.

Перед проведением измерений на поверхности объекта устанавливается и закрепляется рабочий торец волновода 8. На другой конец волновода 8 наносится слой контактной смазки, Преобразователь надевается на волновод 8 до упора в протектор, прршаянный к пьезоэлементу 1, при этом волновод 8 центрируется относительн пьезоэлемента 1 с помощью элемента

Цанговый зажим 5 сжимается гайкой 6 и закрепляет пьезоэлемент 1 на волноводе 8. При проведении измерений сигнал акустической эмиссии, распространяясь по стенке объекта, достигается рабочего торца волновода 8 и возбуждает в нем колебанияэ которые распространяются по волноводу В. В рабочем диапазоне частот дл

оптимального волновода В колебания . переносятся нулевой продольной волной j у которой расаределение смещений на торце равномерно. Эти

колебания через слой контактной смазки и протектор из фольги воздействуют на пьезоэлемент , который закреплен в центре на опоре 2.

Диаметр гтьезозлемента 1 должен

быть в три раза больше диаметра яолновода 8 по двум причинам. Для обеспечения частотного согласования .пьезоэлемента 1 и цилиндрического волновода 8 и оптимального возбужде-

ния пьезозлемента 1 на радиальной моде колебаний в центре волноводом с выбранным диаметром. Закрепление, пьезоэлемента 1 опорой 2 в виде тела вращения с диаметром не более одной

трети от диаметра пьезоэлемента 1 уменьшает демпфирование последнего. Кроме того, рез.онансную частоту опоры 2 выбирают равной резонансной частоте пьезоэлемента 1. В этом случае опора 2 оказывает наименьшее влияние как на частоту, так и на амплитуду колебаний пьезоэлемента 1. В пьезоэлементе 1 возникают радиальнье упругие колебания, преобразующкеся в колебания электрического

напряжения на обкладках пьезоэлемента 1 о По сигналам электрического напряжения определяют параметры сигналов акустической эмиссии, возникающих в контролируемом изделии.

Формула изобретения

Пьезопреобразователь для приема сигналов акустической эмиссии, содержащий Iщлиндpи ecкий волновод, пьезоэлемент в виде диска, расположенньш на одном торце волновода, защитный корпус-экран и элемент крепления корпуса к волноводу, отличающийся тем, ЧТО; с целью повьшения чувствительности за счет частотного согласования пьезоэлемента и волновода, он снабжен приклеенной к пьезоэлементу опорой в виде тела вращения; с диаметром, меныпим диаметра волновода, центрирующим цанговым зажимом, ра:5мещенным в элементе крепления, причем диаметр пьезоэлемента в три раза больше диаметра волновода.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле с помощью , сигналов акустической эмиссии. Целью изобретения является повышение чувствительности за счет частотного согласования пьезоэлемента-и волновода. Волновод пьезопреобразователя устанавливают на поверхность контролируемого изделия. Сигналы акустической эмиссии, возникающие в изделии, через волновод и контактную смазку поступают на пьезоэлемент, с помощью которого они преобразуются в электрические сигналы. Диаметр пьезоэлемента выбирают в три раза больше диаметра волновода. Это обеспечивает частот-, ное согласование пьезоэлемента и волновода и позволяет оптимально возбуждать пьезоэлементы на радиальной моде колебаний в центре волноводом. Закрепление пьезоэлемента опорой в виде тела вращения с диаметром, не (Л более одной трети от диаметра пьезоэлемента, уменьшает демпфирование последнего. 1 ил.