Ультразвуковой преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии Советский патент 1988 года по МПК G01N29/04 

со

СХ)

ел

о

Од

Изобретение относится к неразру- шающему контролю и может быть использовано при акустической эмиссии например, в .машиностроении.

Целью изобретения является расширение области применения преобразователя за счет обеспечения его .работы в условиях ниэких температур.

На чертеже схематично изображен предлагаемый ультразвуковой преобразователь.,

Ультразвуковой преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии содержит корпус 1, размещен ные в нем дисковый пьезоэлемент 2, установленный со стороны его нерабо чей поверхности опорный элемент 3 и протектор 4 с коническим или цилиндрическим выступом для крепления пьеэоэлемента 2. Протектор 4 может быть съемным и закрепляться на корпусе-экране 1 с помощью резьбы или изготавливается совместно с ним.

Пьезоэлемент 2 выбран с отно- шением диаметра к толщине от 3 до 10 Диаметр поверхности выступа протектора 4, контактирующего с пьезозле- ментом 2, составляет не более чей одна треть от его диаметра. Между пьезоэлементом 2 и опорным элементом 3 установлена дополнительная опора 5 из пьезоэлектрического материа ла с диаметром, равным диаметру выступа протектора 4.

При этом опорный элемент 3 выполнен из электроизолирующего ма те- риала, например стеклотекстолита, на котором выполнены контактные ламели для подпайки электрических вы- водов 6. Через электрические выводы 6 обкладки пьезоэлемента 2 соединяются с кабелем 7. Кабель герметизируется посредством гайки 8 с уПлот- нителемч Акустический контакт меж- ду протектором 4, пьезоэлементом 2 и опорой 3, а;также преобразователя с контролируемым объектом 9 осуществляется циакрин овым клеем, сохраняющим свои свойства при низких

температурах. Протектор 4 изготовлен из материала с коэффициентом линейного распирения, близким коэффициенту .линейного расширения материала объекта 9 контроля.

Преобразователь работает следующим образом.

Предварительно протектор 4 преобразователя приклеивается к поверхности контролируемого объекта 9. Объект контроля охлаждается до низких температур, при этом происходит изменение линейных размеров стенки объекта 9, протектора- 4, пьезоэлемента 2, опоры 5 и остальных элементов преобразователя. Однако использование пьезоэлемента в форме диска с отношением диаметра к толщине от 3 до 10 обеспечивает его работу на частоте радиального резонанса, а крепление его в центре между протектором 4 и опорой 5 по поверхности с диаметром не более, чем одна трет от собственного диаметра позволяет уменьшить температурные напряжения И обеспечивает эффективные радиальные колебания. Применение опоры из пьезоматериала снимает температурные напряжения с внутренней-стороны пьезоэлемента. Изготовление про- тектора из материала с коэффициентом линейного расширения, близким коэффициенту линейного распшрения материала контролируемого объекта .9 позволяет сохранить акустический контакт с ним. В результате конструкции сохраняет работоспособность при низких температурах.

Сигнал акустической эмиссии, возникший в объекте, распространят ется по стенке объекта 9 и в месте установки преобразователя через протектор 4 воздействует на пьезоэлемент 2, в котором возникают радиальные колебания на частоте, близ кой к собственному резонансу, так как опора 5 и протектор 4 не оказывют сильного влияния на такие колебания. Электрическое напряжение с обкладок пь.езоэлемента 2 через элекрические вьтоды 6 поступает на кабель 7. После проведения измерений температура объекта изменяется до значений комнатных температур. В объекте контроля и преобразователя возникают деформации обратного знак но они также не приводят к механическим напряжениям между элементами преобразователя и не приводят к его разрушению.

Таким образом, конструкция преобразователя позволяет проводить измерения акустической эмиссии при испытаниях и эксплуатации в условиях низких температур, что расширяет область его применения.

31385061

Формула изобретениярасширения области применения, иьезо,элемент выбран с отношением диаметра

Ультразвуковой преобразователь к толщине от 3 до 10, диаметр подля приема сигналов акустической 5верхности выступа, контактирующей с

эмиссии, содержащий корпус и разме-пьезоэлементом, выбран не более чем

щенные в нем дисковый пьезОэлемент,одна треть от его диаметра, а между

установленный со стороны его нера-пьезоэлементом и опорным элементом

бочей поверхности опорный элемент иустановлена дополнительная опора из

протектор с коническим выступом для 10пьезоэлектрического материала с диакрепления пьезоэлемента, о т л и -метром, равным диаметру выступа проч а ю щ и и с я тем, что, с цельютектора.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при акустической эмиссии. Целью изобретения является расширение области применения преобразователя за счет обеспечения его работы в области низких температур. В преобразователе выбраны опти- мальные размеры пьезозлемента 2, протектора 4, а также установлена дополнительная опора 5 из пьезоэлектрического материала, что снижает уровень механических напряжений на пье- зоэлементе 2.1 ил.