Ультразвуковой широкополосный преобразователь Советский патент 1989 года по МПК H04R17/00 

Изобретение относится к неразрушающим средствам и методам контроля.

Цель изобретения - упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей преобразователя путем обеспечения формирования несфокусированного ультразвукового луча.

На чертеже приведена схема преобразователя.

Преобразователь содержит два со- осно установленных пьезоэлемента 1 и 2 переменной толщины, внутренние торцовые поверхности которых выполнены плоскими, а внешние - вогнутыми. Электроды нанесены на внутренние и внешние торцовые поверхности пьезо- элементов 1 и 2. Электроды внутренних торцов пьезоэлементов жестко связаны между собой с образованием общего электрода 3. Электроды 4 и 5 внешних торцов пьезоэлементов 1 и 2 соответственно и электрод 3 имеют собственые электрические вьшоды.

Ультразвуковой ишрокополосный пье- зопреобразователь работает следующим образом.

На общий электрод 3 подается импульс электрического напряжения от генератора (не показано), а электроды 4 и 5 на сферически вогнутых поверхностях заземляются. Электрическое поле возбуждает на границе раздела пьезоэлементов 1 и 2 с электродами 3,4 и 5 ультразвуковые волны. Волна, генерируемая сферически вогнутей поверхностью с электродом 5, имеет сходящийся фронт, поэтому обеспечивается фокусирование ультразвукового луча (лучи А на чертеже). Другая ультразвуковая волна, излучаемая в этом же направлении, генерируется плоской поверхностью с электродом 3. Фронт этой ультразвуковой волны при распространении достигает сферически вогнутой поверхности с электродом 5 и преобразуется в сфокусированный ультразвуковой луч. Кроме того, в этом направлении распространяется фронт ультразвуковой волны, генерируемой сферичес ки вогнутой поверхностью с электро- дом 4. Эта волна.достигнув сферически вогнутой поверхности с электродом 5, преобразуется в несфокусированную ультразвуковую волну (лучи Б на чертеже) . При равных радиусах кривизны пьезоэлементов 1 и 2 волна, излучаемая электродом 4, после прохождения сферически вогнутой поверхности с

электродом 5 превращается в квазиплоскую, т.е. близкую к ультразвуковой волне, излучаемой плоским пьезоэлемен- том. При радиусе сферически вогнутой поверхности с электродом 4 меньше радиуса сферически вогнутой поверхности с электродом 5 прошедшая сферически вогнутую поверхность с электродом 5 ультразвуковая волна преобразуете;} в расходящийся ультразвуковой луч.

Таким образом, предлагаемый ультразвуковой широкополосный пьезопреобра- зователь излучает как сфокусированную, так и несфокусированную ультразвуковые волны. Кро йе того, предлагаемый пьезо- преобразователь может вьтолнять эти функции раздельно. Так, например, сфокусированная ультразвуковая волна излучается, когда работает только пьезоэлемент 2. Для этого импульс электрического напряжения подается на электроды 3 и 5, а электрод 4 заземлен. Квазиплоская ультразвуковая волна излучается, когда работает пьезоэлемент 1. Импульс электрического напряжения подается на электрод 4, а электроды 3 и 5 заземлены. При этом пьезоэлемент 2 используется как согласующий неравномерный слой.

Использование изобретение особенно полезно при ультразвуковой диагностике .

Формула изобретения

Ультразвуковой широкополосньй преобразователь, содержащий соосно установленные первый и второй пьезоэле- менты с нанесенными на их торцовые поверхности электродами, причем внутренняя торцовая поверхность первого пьезоэлемента выполнена плоской, а внешняя торцовая поверхность второго пьезоэлемента - вогнутой, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения функциональных возмозкностей путем обеспечения формирования несфокусированного ультразвукового луча, внешняя торцовая поверхность первого пьезоэлемента выполнена вогнутой, а внутренняя торцовая поверхность второго пьезоэлемента - плоской, причем электроды внутренних торцов пьезоэлементов жестко связаны между собой.

Изобретение относится к неразрушающим средствам и методам контроля. Цель изобретения - упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей путем обеспечения формирования несфокусированного ультразвукового луча. Преобразователь содержит два соосно установленных пьезоэлемента 1, 2, переменной толщины внутренние торцовые поверхности которых выполнены плоскими, а внешние - вогнутыми. Электроды 4, 5 нанесены на внешние торцовые поверхности пьезоэлементов. Электроды внутренних торцов пьезоэлементов жестко связаны между собой, образуя общий электрод 3. Каждый из электродов имеет собственный электрический вывод. При подключении напряжения к пьезоэлементу 1 преобразователь формирует несфокусированный ультразвуковой луч. При подключении напряжения к пьезоэлементу 2 сфокусированный. 1 ил.