Ультразвуковой мозаичный преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G01N29/04 

;

/

//////// //// //,//7//

2

PaSoifafl noBep}f.HOcmb

/ .

со

О5 О

Ч V

Изобретение относится к неразрушающему контролю. Целью изобретения является повышение чувствительности за счет уменьшения паразитных колебаний. В процессе контроля пара- - зитные продольные колебания, возникающие в пьезопластине 2, рабочая поверхность которой разделена канавками на п элементов мозаичной структуры с.изолированньми электродами 1 ji п распространяющиеся в направлении боковой поверхности крайних элементов 3, и 3 мозаичной структуры, гасятся с помощью дополнительных демпферов 7, и 7„, обхва- тьшающих боковую поверхность крайних элементов 3, и Зр мозаичной структуры и их электроды, и резисторов 8, и 8., шунтирующих соответственно электроды элементов 3, и 3, , причем рас- g стояния между изолированными электро г 4, ширина крайних дами 4 ,, элементов 3, и 3 и материал для выполнения дополнительных демпферов 7 и 7 выбраны из определенных условий, 2 ил. (Л

Фиг.1

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвукового контроля листов сварных соединений, сосудов и труб большого диаметра.

Цель изобретения - повышение чувствительности 39 счет уменьшение паразитных колебаний.

На фиг. 1 изображен ультразвуковой мозаичный преобразователь, вид спереди в разрезе; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Ультразвуковой мозаичный преобразователь содержит корпус 1, размещен ные в нем пьезоэлемент (пьезопласти- ну) 2, рабочая поверхность которого разделена канавками (не показаны) на п элементов 3, 3,. . ., 3, мозаично структуры с расположенными на них изолированными электродами А,, 4 ,.. ., 4„, размещенный на нерабочей поверхности пьезопластины 2 сплошной электрод 5, основной демпфер 6, расположенный контактно к сплошному эле ктроду 5, дополнительные демпферы 7 и 7, охватьшающие боковую поверхность соответственно крайних элементов 3 и 3| и их электроды 4 и 4,,, и резисторы 8, и 8, шунтируюгцие соответственно электроды элементов 3 и 3. мозаичной структуры, причем расстояния меяоду изолированными электродами 4, 4, ..., 4 выб.раны равными не более половины длины волны ультразвуковых колебаний, ширина крайних элементов 3, и 3„ мозаичной структуры выбрана в 3-5 раз большей ширины средних элементов 3 , .,.,

3f,. 1 , а дополнительные демпферы 7 и 7| выполнены из материала с акусти ческим сопротивлением, равным акустическому сопротивлению пьезоэлемента,

и коэффициентом затухания не менее, чем в три раза большим коэффициента затухания основного пьезоэлемента. Глубина канавок выбрана не меньшей ширины средних элементов 3,, ..., 3 , мозаичной структуры.

Ультразвуковой мозаичный преоб- разователь работает следующим образо

Рабочей поверхностью преобразователь устанавливают на поверхность контролируемого изделия (не показано) , смоченную контактной жидкостью, Подавая на электроды 4, 4 , . ..,

4 сигналы от генератора ультразвуковых колебаний (не показан), сдвинутые относительно друг друга по фазе, возбуждают элементы 3, 3, ..., 3,1 мозаичной структуры пьезопластины 2. При этом в контролируемом изделии формируется ультразвуковое поле, направленность и вид которого зависит от закона, в соответствии с которым возбуждают элементы мозаичной структуры. Можно, например, добиться фокусировки излучаемых ультразвуковые колебаний. По сигналам, принимаемым преобразователем из контролируемой зоны, определяют наличие дефекта и его параметры.

При таком возбуждении преобразователя помимо колебаний пьезопластины по толщине возникают паразитные продольные колебания, распространяющиеся в направлении, параллельном рабочей поверхности, которые гасятся дополнительными демпферами 7, и резисторами 8 и 8„, что препятствует возникновению отраженных от боковой поверхности пьезоэлемента колебаний,, создающих шумовой фон.

Условия для выбора ширины крайних элементов мозаичной структуры и коэффициентов затухания дополнительных демпферов .получены экспериментально.

Таким образом, предлагаемый ульт- рдзвуковой мозаичный преобразователь обладает боЛее высокой чувствительностью за счет у 1еньшения паразитных .колебаний.

Формула изобретения

Ультразвуковой мозаичный преобразователь, содержащий корпус, размещенные в нем пьезопластину, по меньшей мере рабочая поверхность которой разделена Канавками на п элементов . мозаичной структуры с расположенными : на них изолированными электрода- ,ми, и основной демпфер, расположенный контактно к электроду нерабочей поверхности пьезоэлемента, расстояния между изолированными эле- ; ;тродами выбраны равными не более половины длины -волны ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что, с целью повьш ения чувствительности за счет Уменьшения паразитных колебаний, каждый крайний элемент мозаичной структуры снабжен дополнительным дe fflфepoм, охватьгеающим его боковую поверхность и электроды и выполненным из материала с акустическим сопротивлением, равным акустическому сопротивлению пьезопластины, и коэффициентом затухания, не менее чем в три раза большим коэффициента затухания основного демпфера, и шун- тирукнцим его электроды резистором, величина сопротивления которого выб(

рана равной емкостному сопротивлению соответствующего элемента мозаичной структуры, а ширина крайних элементов мозаичной структуры выбрана в 3-5 раз большей ширины средних элементов мозаичной структуры.

п In. 1

/ I 1

/

I

Фи22