Ультразвуковой пьезопреобразователь Советский патент 1988 года по МПК G01N29/04 

(Л

с

со

00

00

оо

СП

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвуковой толщиномет- рии и дефектоскопии изделий из различных материалов, преи ущественно строительных, таких как бетон, железобетон, кирпич.

Целью изобретения является повышение чувствительности контроля и уменьшение мертвой, зоны устройства за счет ослабления паразитных радиальных колебаний пьезоэлемента.

На чертеже изображен ультразвуковой пьезопреобразователь.

Преобразователь содержит корпус 1, размещенные в нем протектор 2, демпфер 3 и пьезоэлемент 4, выполненный из п акустически соединенных плоских пьезопластин. При этом поперечный размер D пьезоэлемента 4 выбирают из соотношения

(О

где Н - толщина пьезоэлемента.

Приведенная математическая зависимость основных геометрических размеров пьезоэлементов, разрешенная относительно частот, эквивалентна выражению

разователь, где преобразуются в электрические сигналы. Продольные колебания, возбуждаемые нерабочей поверхностью пьезоэлемента, поглощаются материалом демпфера 3.

В результате выбора поперечного размера D пьезоэлемента 4 согласно соотношения (1) обеспечивается смещение частот „ паразитных радиальных колебаний за верхнюю границу рабочих

частот f f о +

df,

l,3f.

По мере уменьшения поперечного

размера D в области H/D 1,3 наблюдается резкое уменьшение уровня помех в связи с вынесением частот радиальных колебаний в область более

высоких частот, что ведет к лучшему их демпфированию и тем самым к увеличению чувствительности контроля и уменьшению мертвой зоны. Кроме того, смещение частот радиальных колебаний

за пределы полосы частот полезного сигнала позволяет, не искажая полезного сигнала, дополнительно ослабить паразитные колебания, например, фильтром нижних частот с частотой среза

f f + среэ. - о

-, что приводит к

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвуковой толщи- нометрии. Целью изобретения является повышение чувствительности контроля и уменьшение мертвой зоны за счет ослабления паразитных радиальных колебаний пьезоэлемента. В результате выбора геометрических параметров пьезоэлемента обеспечивается смещение частот радиальных колебаний в область более высоких частот. 1 ил.

l,3f , f

.,-,

где 1 f р - максимальное значение полосы частот ультразвукового сигнала;

f й„ - частота радиальных колебаний .

Преобразователь устанавливают на контролируемый объект 5.

Ультразвуковой пьезопреобразователь работает следующим образом.

Под воздействием электрического импульса в пьезоэлементе 1, состоящем из набора одинаковых по габаритам пьезопластин, возникают как основные рабочие колебания пьезоэлемента с частотой fo, определяемой его высотой Н, так и паразитные радиальные колебания с частотой f , определяемой поперечным размером D пьезоэлемента. Рабочие колебания пьезоэлемента 1 через протектор 2 излучаются в исследуемый объект. Импульсы, отра женные от неоднородностей исследуемо го объекта 5, возвращаются на преобВНИИПИ Зйказ 1575/46

дополнительному росту чувствительности контроля.

Таким образом, предлагаемый ультразвуковой пьезопрес1бразователь обеспечивает уменьшение уровня паразитных радиальных колебаний пьезоэлемента, особенно при работе на низких частотах.

Формула изобретения

Ультразвуковой пьезопреобразователь, содержащий корпус и размещенные в нем протектор, демпфер и пьезоэлемент, выполненный из г акустически соединенных плоских пьезопластин, о т лич ающий ся тем, что, с целью повьш1ения чувствительности

контроля и уменьшения мертвой зоны, поперечный размер D пьезоэлемента выбирают из соотношения

Н

O..D--3,

где Н - высота пьезЬэлемента.

I

Тираж 847 Подписное