Ультразвуковой низкочастотный пьезопреобразователь Советский патент 1988 года по МПК G01N29/04 

4

to

СП

ел

00 4

1 . . 142553 Изобретение относится к к:онтрольно- измерительной технике и. может быть использовано ;для ультразвуковой тол- щинометрии и дефектоскопии изделий из различных материалов„ преимущест венно строительных„

Цель изобретения -: повьт еняе чувс зе вительности и разрешакяцей способности контроля путем улучшения: эффективное |g ти демпфирования,

На чертеже показан зшьтразвуковой низкочастотный пьазопреобраэователь разрез,

. Пьезопреобразователь содержит t5

пьезоэлемент 1, гфотектор 2, стержень 3, демпфер 4, выполненньа из жидкого материала, акустически контактирую - щий с нерабочей поверхностью протектора 2, боковой поверхностью пьезо- элемента 1 и боковой и свободной тор цовой поверхностью стержня 3 а также корпус 5, в которьй заключены элементы 1-4„

Ультразвуковой пьазО Преобразова тель работает следующш 5 образом

Электрический возбужр;аю Щ-ш импульс подается на электроды.пьезоэлемента 1, при этом в нем возникают как рабочие ультразвуковые колебания опреде ляемые толщиной.пьезоэлемента, так и паразитные радиальные кслебагшя ределяамью его попе| ечнь.1м размером Паразитные радиальные колебавши по - ступают в жидкий материал демпфера 4 и гасятся в нем. Продольные ульт развуковые колебания торцовой нера бочей поверхности пьезозлемента 1 возбуждакп в закрештенном на этой поверхности и акустически согласован ном с пьезоэлементом стержне 3 симметричные волны растяжения-слсатия и вдоль него распространяется CHMjyieT- ркчная волна нулевого порядкнв

Нормальные составляюшгие смещений поверхности стержня возбуж,цагот з ма териале демпфера 4 продольные коле.- бания, которые эффективно в нем по- глощаются из-за высокого коэффициента затухания, Касателы-шча составляющие смещений поверхности стержня не

534

|g

t5

5

0

д

5

5

0

воздействуют на материал демпфера из-за отсутствий сдвиговой упругости в ждцкости. в результате энергия волн в стержне распространяется в нем от пьезоэлемента к концу стержня и обратно, излучается в демпфер каждой точкой боковой поверхности стержня не отражаясь при этом в данной точке назад.

Поперечное сечение стержня соответствует поперечному сечению пьезоэлемента для более эффективного демпфирования колебаний, i

Таким образом, использование в ультразвуковом низкочастотном пьезо- преобразователе стержня, преобразующего продольные колебания пьезоэлемента в симметричные колебания растяжения-сжатия стержня в сочетании с демпфером из жидкого материала, эффективно поглощающим энергию колебаний стержня, позволяет демпфирование собственных колебаний пьезоэлемента, что способствует излучению пьезопре- образователем коротки54 ультразвуковых ИМПУЛЬСОВ;, практически повторяющих по форме электрические импульсы возбзтвдения, и следовательно приводит к повьппению чувствительности и разрешающей способности ультразвукового низкочастотного пьезопреобразователя.

Формула изобрете нияУльтразвуковой низкочастотный Пьезопреобразователь, содержащий корпус j размещешше в нем протектор, пьезоэлемент и демпфер заполняклций свободньй объем Kopiryca, о т л и - -чагощнйся , с целью по- вьшения чувствительности и разрешающей способности, он снабжен закрепленным на рабочей поверхности пьезо-. элемента стержнем из материала, акустическое сопротивление которого рав™ но акустическому сопротивлению мате- риала пьезоэлемента, поперечное сечение стержня соответствует поперечному сечению пьезоэлемента, а демпфер выполнен жидкостным.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для ультразвуковой тол- щинометрии и дефектоскопии изделий из различных материалов, преимущественно строительных. Цель изобретения повышение чувствительности и разрешающей способности контроля путем улучшения эффективности демпфирования. В преобразователь , содержащий корпус с размещенными в нем протектором, пьезоэлементом и демпфером , введен стержень, закрепленньй на нерабочей поверхности пьезоэлемента, акустическое сопротивление которого равно акустическому сопротивлению материала пьезоэлемента. Стержень преобразует продольные колебания пьезоэлемента. в симметрические колебания растяжения -сжатия поверхности стержня, контактирующей с демпфером, вьшолнен- из жидкого материала. Благодаря этому достигается повышение чувствительности и разрешающей способности.. 1 ил. с s (Л