Устройство для аттестации ультразвуковых преобразователей в режиме излучения Советский патент 1989 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности аттестации ультразвуковых преобразователей в режиме излучения. Луч лазера 8 через блок 9 сканирования падает на отражающий слой 5, акустически связанный с аттестуемым преобразователем 6 и прозрачной акустической нагрузкой 1. Отраженный лазерный луч, несущий информацию об акустическом рельефе слоя 5, поступает в интерферометр 10, выходной сигнал которого принимается фотоприемником 11 и обрабатывается блоком 12 измерений. Сканирование луча лазера 8 по слою 5 в двух взаимно перпендикулярных направлениях позволяет получить амплитудо- и фазочастотные характеристики акустического поля преобразователя 6 в режиме излучения. 1 ил.

/

СД

00 ч4

Хг

ИчоГ)1)пч иип относится к итмери- TOJibUfiii технике, в частности, к ат- тестпнии ультразиуковых иреобрлзова- TCJUM дефектоскопов .

Цель итобрстеиия - попьпиение точности аттестации ультразвуксязых пре- ()oBaTejieii в режиме излучения.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройст1ю состоит из акустической нагрузки ультразвукового преобразователя, содержащей первую прямоугольную прозрачную призму ,1 , вторую прямоугольную прозрачную призму 2, установленную так, что ее гипотенуз- ная 1 рань параллельна гипотенузной грани первой призмы 1 и отделена от нее воздушным зазором,, катетная гран первой призмы 1 акуст1тчески связана с торцом звуковода 3, выполненного в виде стержня, армированного звукопо- глощаюицпи материалом 4, вторая катет наи грань первой призмы 1 через отражающий слой 5 акустически связана с аттестуем;1м акустическим преобразователем 6, подключенным к выходу генератора 7. Лазерный измерительный б. шк содержит лазер 8, блок 9 сканирования и оптический интерферометр 10, причем лазер 8 оптически связан с отражающим слоем 5 через блок сканирования и интерферометр 10 и ка тетной гранью второй призмы 2, параллельной катетной грани первой призмы 1 , с которой связан аттестуемый пре образователь 6, фотоприемник 11, оптически связаниьй с выходом интерферометра 10, и электрический блок 12 измерений, к первому входу которого подключен выход фотоприемпика П, а к второму входу - выход генератора 7 Устройство звуковых преобразователей в режиме излучепия работает следующим об разом.

Генератор 7 возбуждает аттестуемый ультразвуковой преобразователь 6 акустически нагруженный на первую призму 1 через тонкий (0,5 - 2 мкм) слой алюминиевого покрытия 5. Акустическая волна отражается от гипотенузной грани первой призмы 1 на границе стекло - воздух и нроходит в звуковод 3, где затухает. Одновременно с возбуждением производится сканирование я двух взаимно перпендикулярных напраапениях луча лазера 8 по слою 5, имеющему акус тичес ий контакт с рабочей поверхнос 1 ью преобразователя 6., Колебания понерхнпс- ти 5 приводят к изменению оптическп- го плеча иптерферометра 10, а следо- вате1И:.но, и к пропорциональному изменению интенсивности интерферирующих лучей. Изменение интенсивности И1ггсрферирующих лучей преобразуется фотоприемникои 11 в электрический

сигнал и обрабатывается в блоке 12 измерений. Блок 12, во-первых, измеряет амплитуду Лд сигнала генератора 7, амплитуту Л„ сигнала фотоприемника 11 и, во-вторых, измеряет изменение фазы сигнала фотопрпемника 11 относительно фазы сигнала генератора 7. Измерения производятся на различных частотах Q и чрч различных уровнях возбуждения Ад. Трехмерные

функции А„ (х, у, (О)/АО и ср (х, у, со),где X, у - координаты в плоскости слоя 5, являются характеристиками акустического поля аттестуемого преобразователя 6. Зная их, по известным соотношениям можно рассчитать все параметры аттестуемого ультразвукового преобразователя 6.

11овьщ1ение точности аттестации ультразвуковых преобразователей происходит за счет того, что устройство позволяет получить данные об акустическом поле, создаваемом нагруженным преобразователем непосредственно на его излучающей поверхности.

Формула изобретения

Устройство для аттестации ультразвуковых преобразователей в режиме

Q излучения, содержащее акустическую нагрузку ультразвукового преобразователя, генератор электрических импульсов, предназначенный для связи с ультразвуковым преобразователем, и

с лазерный измерительньш блок, оптически связанный с акустической нагрузкой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности аттестации, акустическая нагрузка выполнена в виде оптически связанных первой и второй прямоугольных призм, установленных с зазором между их па- раллельньми гипотенузными гранями, сздна из катетных граней первой призмы акустически связана с акустической нагрузкой, другая предназначена дчя акустического взаимодействия через оптически отражающий слой с ультразвуковым преобразователем, катетная

0

5

5 15187776

гр.чиь с (ип ически отражающим слоемблоком, а акустическая нагрузка ныперной прямоугольной призмы оптичес-полнена н виде стержня, армированноки соязана с лазерным измерительнымго звукопоглощающим материатюм.