Ультразвуковой преобразователь Советский патент 1986 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к ультразвуковой (УЗ) технике и может быть использовано при акустических измерениях, например, в медицинской диагностике, дефектоскопии, толщинометрии. Целью изобретения является увеличение пространственной селективности и уменьшение длительности переходного процесса преобразования за счет излучения торцовой поверхностью преобразователя плоской УЗволны и оптимизации затухания пара-, зитных колебаний. На фиг. 1 представлен УЗ-преобразователь, сечение по оси; на фиг. 2 - сечение А-А фиг. на 1; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 1. УЗ-преобразователь содержит поляризованный по длине пьезоэлектрический стержень 1 со спиральной канавкой треугольного сечения на торц и электроды 2 и 3. Электрод 2 нанесен на боковую поверхность стержня 1, а электрод 3 - на гладкую торцовую поверхность стержня 1, противоасложную торцу с канавкой. УЗ-преоб разователь также содержит демпфер 4 например, из эпоксидной смолы с наполнителем, позволяющим приблизит волновое сопротивление демпфера 4 к волновому сопротивлению пьезокера мики стержня 1. Демпфер 4 акустичес ки связан с поверхностью канавки стержня 1. УЗ-преобразователь работает следующим образом. При подаче импульса электрическо го напряжения на электроды 2 и 3 .между ними возникает электрическое поле, силовые линии которого пока,заны на фиг. 3. При этом источниками УЗ-ВОЛН являются покрытые.электр дами 2 и 3 торцовые и боковые поверхности канавки стержня 1. УЗ-вод ны, изучаемые торцовой поверхностью стержня 1, имеют максимальные значения амплитуды колебания вследстви совпадения направления поляризации Р с силовыми линиями электрического поля Е. УЗ-волна, распространяющаяся от торцовой поверхности внутрь стержня 1, частично затухает в пьезокерамике, а частично в демпфере 4. Амплитуда колебательного давлени УЗ-волны, излучаемой боковой ностью канавки стержня 1 в пьезокерамику, равна D-z,/fz, А h излучаемой в демпфер волны. А h ZJ, пьезоэлектрическая постоянная ; электрическое смещение, волновое сопротивление пьезокерамики стержня 1 и материала демпфера 4 соответственно . Демпфирование боковых поверхностей спиральной канавки стержня 1 уменьшает амплитуду УЗ-волны, расространяющейся в пьезокерамику, а также обеспечивает прохождение УЗ-ВОЛН из пьезокерамики в демпфер, редотвращая накопление УЗ-энергии в пьезокерамическом стержне 1. В результате работы из преобразоватея в исследуемую среду излучается плоская УЗ-волна. Электрическое согласование УЗ-преобразователя с генератором осуществляется не только шагом электродов в спиральной канавке, но и величиной и расположением электродов. Сплошное покрытие торцовой .поверхности электродом позволяет использовать УЗпреобразователь в агрессивных средах. В предлагаемом УЗ-преобразователе создаются условия оптимального использования демпфера как для поглощения волны,- излучаемой вовнутрь пьезопреобразователя торцовой поверхностью, так и для электрического согласования входного импеданса пьезопреобразователя с генератором. Применение У3-преоб.разователя в дефектоскопии и медицинской диагностике позволяет уве.пичить разрешающую способность и точность применяемых приборов. Непараллельное расположение электродов на боковой поверхности спиральной канавки треугольного сечения предотвращает возникновение резонансных колебаний в поперечном направлении. Формула изобретение Ультразвуковой преобразователь, содержащий поляризованный по длине пьезоэлектрический стержень со спиральной канавкой на торце, электроды, нанесенные на торцовзто поверхность стержня и боковую поверхность канавки, и демпфер, отличающийся тем, что, с целью увеличения пространственной селективности и уменьшения длительности переходного процесса преобразования, канавка выполнена треугольного сечения на торце, противоположном электроду, а демпфер акустически связан с поверхностью канавки.

Изобретение относится к области ультразвуковой (УЗ) техники и может быть использовано при акустических измерениях. Целью изобретения является увеличение пространственной селективности и уменьшение длительности переходного продесса преобразования за счет излучения торцовой поверхностью преобразователя плоской УЗ волны и оптимизации затухания паразитных УЗ колебаний. Электрод 2 нанесен на боковую поверхность спиральной канавки треугольного сечения на торце пьезоэлектрического стержня 1. Электрод 3 нанесен на гладкую торцовую поверхность стержня 1. УЗ волна, распространяющаяся от торцовой поверхности внутрь стержня 1, затухает в пьезокерамике и демпфере 4. Демпфирование боковых с поверхностей спиральной канавки уменьшает амплитуду УЗ волны, изу(Л чаемой этой поверхностью и гасит ее. 3 пл. o vj САЭ оо ос

-4

(риг. 2

фиг, 3