Ультразвуковой преобразователь Советский патент 1992 года по МПК G01N29/24 

Сл)

сх

Оч

ел ч

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии изделий и измерения уровня и расхода жидких сред.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

На чертеже изображен ультразвуковой преобразователь, разрез.

Ультразвуковой преобразователь содержит корпус 1 и размещенные в нем пье- зоэлемент 2 и соединенные с последним жестко демпфер 3 и протектор 4. Причем демпфер выполнен из 30-50 пластин слюды толщиной 0.035±0,015 мм, размещенных параллельно поверхности пьезоэлемента, а толщина dnp протектора выбрана из условия

Опр (0,2-0,Б) dn,(1)

:tfip

где dn - толщина пьезоэлемента;

ЕП, Епр - модули Юнга материалов пьезоэлемента и протектора соответственно.

Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом.

При подаче на пьезозлемент 2 ультразвукового преобразователя электрического импульса пьезоэлемент совершает толщин- ные колебания, которые вызывают прогиб и растяжение протектора А. Возникающие в пьезоэлементе радиальные колебания вследствие жесткого соединения его с протектором вь1зывают касательное к поверхности пьезоэлемента 2 усилие, вызывающее вследствие выполнения условия (1) дополнительное растяжение протектора 4, что увеличивает амплитуду ультразвуковых колебаний, излучаемых в контролируемое изделие (не показано). Отраженный от границы раздела сред с разными акустическими сопротивлениями, например дефекта, ультразвуковой сигнал возвращается на пьезоэлемент 2 через протектор 4, где его амплитуда вследствие выполнения условия (1) увеличивается. По параметрам .минимальных с пьезозлемента 2 электрических сигналов определяют параметры обнаруженного дефекта.

Выполнение демпфера 3 из пластин слюды, акустическое сопротивление которой близко к акустическому сопротивлению

пьезоэлемента, обеспечивает лучший отвод в него излучаемых не рабочей поверхностью пьезоэлемента 2 в процессе его работы при излучении и приеме ультразвуковых сигналов, которые быстро затухают вследствие слоистости слюды и выбора толщины и количества ее пластин согласно изобретению. Выбор количества пластин слюды больше 50 не дает положительного эффекта, а при

выборе количества пластин слюды меньше 30 ультразвуковые сигналы затухают в нем не полностью и частично возвращаются на пьеэоэлемент, что приводит к затягиванию заднего фронта излучаемых и принимаемых

сигналов.

Условие (1) для выбора толщину протектора получено экспериментально.

При использовании ультразвукового преобразователя для контроля в низкотемпературных средах протектор следует изготавливать из материала с температурным коэффициентом dnp линейного расширения, выбранным из экспериментально полученного условия

dnp (0,8-1,2) dn, .

где dn - температурный коэффициент линейного расширения пьезоэлемента, что позволяет избежать разрушения пьезозлемента и контактного слоя между ним и протектором.

Таким образом, ультразвуковой преобразователь обладает высокой чувствительностью.

Формул а изобретения

Ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус, размещенные в нем пьезоэлемент и соединенные с последним жестко демпфер и протектор, отличающийся тем. что, с целью повышения чувствительности. демпфер выполнен из 30-50 пластин слюды с толщиной 0,035 ±0,015 мм, размеа1енных параллельно поверхности пьезоэлемента, а толщина dnp протектора выбрана из условия

ЕП

dnp (0-2-0,5),

tnp

где dn - толщина пьезоэлемента:

ЕП, Епр - модули Юнга материалов пьезоэлемента и протектора соответственно.

Изобретение относится к неразрушающему контролю. Цель изобретения - повышение чувствительности. В процессе контроля пьезоэлемент 2 излучает ультразвуковые импульсы через протектор 4 в контролируемое изделие и принимает сигналы, отраженные от границы раздела сред с разным акустическим сопротивлением, по параметрам которых определяют контролируемые параметры. Выбор толщины протектора с учетом модулей Юнга материалов протектора и пьезоэлемента и толщины последнего обеспечивает в процессе излучения и приема максимальное растяжение протектора 4, превышающее радиальное растяжение пьезоэлемента 2, что приводит к увеличению амплитуды излучаемых и принимаемых сигналов. Выполнение демпфера 3 из 30-50 пластин слюды толщиной 0,035- 0,015 мм, размещенных параллельно нерабочей поверхности пьезоэлемента, обеспечивает хороший отвод излучаемых этой поверхностью ультразвуковых колебаний, это увеличивает крутизну заднего фронта излучаемых и принимаемых ультразвуковых импульсов 1. 1 ил. С