Ультразвуковой преобразователь Советский патент 1988 года по МПК H04R17/00 

О9 ГС 00

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в дефектоскопии, технической и медицинской диагностике

Цель изобретения - расширение зоны с равномерным коэффициентом преобразования вдолтз оси пьезопреобра- зователя и уменьшение боковых лепестков в диаграмме направленности.

На фиг.1 представлен ультразвуковой преобразователь; на фиг.2 - схема, поясняющая концентрацию излучения.

Преобразователь содержит дисковый пьезоэлемент 1. Кроме того, на фиг.1 обозначены; 2 - сплошной TopiiiOBbui электрод 3 - поверхность кольцевого среза, 4 - электрод на тыльной стороне пьезоэлемента, 5 - край электрода в форме эллипса.

Преобразователь работает следующ1ад образом.

При подаче на электрод преобразователя электрического напряжения возбуждаются колебания. Суммарное звуковое поле можно найти, разбив кольцевой электрод на множество сегментов и сложив выходы от каждого сегмента с учетом фазовых сдвигов. При этом звуковое поле на оси излучателя шеет минимумы и максимумы, положение и острота которых зависят о ширины кольцевого электрода. Известно что увеличение ширины кольцевого электрода расширяет указанные максимумы, однако ухудшает поперечную разрешающую способность - основную из достоинств кольцевых пьезопреобразо- вателей. Мустическое поле, создавае мое отдельным сегментом, по своей структуре вдоль оси аналоги -пю акустическому полю кольцевого преобразователя. Поскольку каждьш сет мент имеет свою ширину по радиусу, распо- ложение максимумов и минимумов в создаваемом им поле отличается от расположения минимумов и максимумов поля других сегментов. При суммировании

они перекрывают друг друга., что приводит к слиянию максимумов. Применение электрода с эллипсным внутренним краем позволяет обеспечить равномерную зону. Для расширения зоны равномерного коэффициента преобразования в сторону излучающей поверхности на дисковом пьезоэлементе выполнен кольцевой срез. В таком преобразователе акустический сигнал, возбужден- ньш в зоне эллипсоидного электрода, после нескольких отражений в области среза излучается в окружающую среду с фронтом, аналогичным основной волне, но имеющим меньший диаметр (фиг.2), Вследствие этого зона равномерного коэффициента расширяется в сторону преобразователя без ее изменения в дальнем поле.

Выполнение кольцевого среза на тыльной стороне пьезоэлемента определяет неоднородную структуру возбуждающего электрического поля. Ввиду этого амшштуда возбуждаемых колебаний в зоне кольп,евого электрода является неравно 1ерной. Это исключает излучение плоской волны и, следовательно, снижает уровень боковых лепестков в диаграм-ге направленности предлагаемого преобразователя, :

Формула из.обретения

Ультразвуковой преобразователь, содержащий пьезоэлемент в виде диска, одна из поверхностей которого полпостью покрыта электродом, а на другую нанесен кольцевой электрод, о т л и ч а ю щ и, и с я тем, что, целью повышения осевой концентрации излучения за счет большей равномерности поля па оси излучателя и уменшения боковых лепестков,- па поверхности пьезоэлементов с кольцевым электродом выполнен кольцевой срез, на который нанесен электрод с внутренним краем в форме эллипса.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в дефектоскопии, технической и мед1щинской ультразвуковой диагностике. Целью изобретения является расширение зоны с равномерным коэффициентом преобразования вдоль оси пьезопреобразователя и уменьшение боковых лепестков в диаграмме направленности. Для этого преобразователь выполнен в виде диска с плоскопараллельными поверхностями, одна из сторон которого полностью покрыта электродом, а тыльная поверхность имеет кольцевой срез, на котором нанесен электрод, внутренний край которого имеет форму эллипса. 2 ил.

А

1)г

Фиг.2