Пьезоэлектрический преобразователь для ультразвукового контроля Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к ультразвуковому неразрушающему контролю и может быть использовано для контро ля качества сварных швов дуговой сварки.

Цель изобретения,- повышение производительности контроля за счет обеспечения равномерной чувствительности к дефектам.

На чертеже показан наклонный ультразвуковой преобразователь для ультразвукового контроля сварного шва.

Наклонный пьезоэлектрический преобразователь состоит из пьезоэлемен- та 1, звукопровода в виде призмы 2, на которой установлен пьезоэлемент и которая содержит ловушку 3, а также соединительных проводов к электронному блоку дефектоскопа (не показаны) . В призме 2 выполнен клиновидный паз 4, направленный острым двугранным углом в сторону пьезоэле- мента 1. Паз 4 своим основанием выходит на рабочую поверхность призмы 4 по всей ее ширине и выполнен в той части рабочей поверхности, которая находится между акустической осью 5 пьезозлемента 1 и тем краем пьезо- пластины, который является ближайшим к рабочей поверхности призмы 2. Продольная ось 6 симметрии паза 4 перпендикулярна излучающей поверхности пьезоэлемента 1 и находится на рас Чтобы обеспечить положительный эфстоянии 2, равном 0,7 радиуса R пье1 „, J-31; фект изобретения - повышение произвозоэлемента 1 . Ширина d основания па- J5

дительности контроля сварных швов путем сокращения времени контроля всего сварного шва за один проход преобра- зователя за счет создания диаграммы направленности с равномерной характеристикой в заданной области и таким

за 4 на рабочей поверхности призмы 2 выбрана равной 0,25 радиуса R пьезоэлемента 1, а глубина паза 4 равна 0,3 радиуса R пьезоэлемента 1. Позицией 7 обозначено контролируемое изделие со сварным швом 8.

40

образом получения равномерной чувствительности по всей ширине сварного шва - необходимо иметь по меньшей меУстройство работает следующим образом.

Ультразвуковые колебания от пьезо- 4,5 Р один клинообразный паз., хотя их

элемента 1, распространяясь по призме 2, образуют за пазом 4 локальную область звуковой тени. При этом происходит уменьшение отраженной от дефекта энергии ультразвуковых колебаний, что выпрямляет выпуклую часть

количество может быть и большим, например равным двум или трем.

Формула изобретения

50

1. Пьезоэлектрический преобразова- диаграммы направленности, и за счет тель для ультразвукового контроля, отражения от граней паза 4 ультразву- содержащий звукопровод и дисковый ковых колебаний в направлении краев пьезоэлемент, установленный на звуко- выпрямленной части диаграммы направ- гг проводе, с выполненным на его рабочей ленности достигается получение ее равномерной (плоской) части.

Ширина d паза 4 должна быть выбрана в пределах (0,2-0,3)R, чтобы изповерхности по меньшей мере одним клинообразным пазом, отличающийся тем, что, с целью повьшге- ния производительности контроля за

менение диаграммы направленности (выравнивание ее чувствительности в вертикальной плоскости) было в пределах 15-20%, что обеспечивает равномерную чувствительность к дефектам по всей ширине сварного шва при дуговой сварке.

Угол наклона граней паза 4 выбирается таким, чтобы отраженные от граней- ультразвуковые волны попадали в края диаграммы направленности преобразователя. При соответствующем расположении пьезоэлемента

(-|-.0,7)

и

паза 4 диаграмма направленности формируется так , что эхо-сигнал от какого-либо дефекта при смешении пьезоэлектрического преобразователя в определенных пределах остается неизменным по амплитуде.

Форма паза в виде клина, проходящего по всей ширине звукопровода, выбирается потому, что она достаточно проста по технологии изготовления и дает при испытании оптимальные результаты.

Продольная ось симметрии паза должна совпадать с направлением излучения, так как в этом случае паз обла-- дает минимальным экранирующим действием для ультразвуковых колебаний, излучаемых пьезопластиной.

Чтобы обеспечить положительный эфобразом получения равномерной чувствительности по всей ширине сварного шва - необходимо иметь по меньшей меколичество может быть и большим, например равным двум или трем.

Формула изобретения

1. Пьезоэлектрический преобразова- тель для ультразвукового контроля, содержащий звукопровод и дисковый пьезоэлемент, установленный на звуко- проводе, с выполненным на его рабочей

поверхности по меньшей мере одним клинообразным пазом, отличающийся тем, что, с целью повьшге- ния производительности контроля за

312885904

счет обеспечения ,рапномерной чувстви- 2.- Преобразователь по п.1, о т тельностн к дефектам, клинообразныйли чающийся тем, что ширина

паз своим двугранным углом направленd основания паза .i расстояние Р, можк пьезоэлементу так, что ось симмет-ду продольной осью симметрии клина и

рии паза нормальна излучающей плос- 5.акустической осью преобразователя

кости пьезоэлемента и смещена относи-выбраны из соотношений тельно акустической оси преобразователя, а ширина d основания клинооб- А - (f ) п I lp. разного паза выбрана меньше радиуса

.R пьезоэлемента.,7R.

Изобретение касается ультразвукового неразрушающего контроля. Целью изобреуения является повышение производительности контроля за счет обеспечения равномерной чувствительности к дефектам. В пьезоэлектрическом преобразователе, содержащем пьезо- элемент 1 и звукопровод в виде призмы 12, на рабочей поверхности призмы 2 выполнен по меньшей мере один клинообразный паз, направленный двугранным углом к пьезозлементу 1. Причем ось симметрии паза перпендикулярна излучающей плоскости пьезоэлемента 1 и не совпадает с его акустической осью-, а ширина основания паза меньше радиуса пьезоэлемента 1. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. а (Л f ю 00 00 ел