Преобразователь для ультразвукового контроля Советский патент 1990 года по МПК G01N29/04 

Фиг.2.

J1552093

Изобретение OTHOC Iел к нррачрушл- щему контролю и молеi быть использоано при ультразвуковом контроле.

Целью изобретения является увелиение точности контроля путем повыше- ния оперативное ги и помехоустойчивости.

На фиг. I изображен преобразователь ДЛЯ уЛЬТраЗВукОВОГО КОНТРОЛЯ; JQ

на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. .

Преобразователь для ультразвукового контроля содержит упругую оболоч- ку 1, выполненную в виде перфорированного биморфного диска, состоящего из 15 двух пьезокерамических дисков 2 и 3, с согласным направлением векторов поляризации с отверстиями 4, в которых закреплены пьезоэпементы 5 на расстояниях d между излучающей поверхностью и точкой крепления, крат20

ных величине С/4 fр, где С - скорость ультразвуковых колебаний в пьезоэле- менте, fр - его резонансная частота. Пьезоэлементы 5 разделены на группы 25 с одинаковым в пределах одной группы и разным у пьезоэлементов разных групп резонансным размером, а группы пьезоэлементов 5 расположены на упругой

оболочке I по концентрическим окружностям.

Преобразователь для ультразвукового контроля работает следующим образом.

Мозаика излучающих ультразвуковые колебания пьезоэлементов 5 формирует диаграмму направленности преобразователя. Объединение пьезоэлементов в .группы с различными резонансными частотами позволяет расширить полосу рабочих частот преобразователя, а при возбуждении пьезоэлементов короткими импульсами дополнительно сжать его диаграмму направленности. Изменением величины управляющего напряжения, подаваемого от источника питания (не показан) к оболочке 1, выполненной в виде биморфного диска, достигается

Q

5

0

5

30

35

45

управление ее радиусом кривизны, а следовательно, и фокусным расстоянием преобразователя.

Выбор расстояния d в соответствии с приведенным выражением означает совпадение точки крепления пьезоэлементов 5 в отверстиях 4 оболочки 1 с узлом механического смещения ультразвуковых колебаний пьезоэлемента, что приводит к уменьшению акустической связи между пьезо- элементами как одной группы, так и между пьезоэлементами разных групп, чем достигается повышение помехоустойчивости преобразователя.

Преобразователь для ультразвукового контроля позволяет оперативно управлять его фокусным расстоянием и диаграммой направленности и обладает высокой помехоустойчивостью, особенно при работе на возбуждении и приеме коротких импульсных ультразвуковых колебаний с широким частотным спектром.

Формула изобретения

Преобразователь для ультразвукового контроля, содержащий упругую оболочку, закрепленную на ней мозаику из расположенных по концентрическим окружностям групп пьезоэлементов, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности контроля путем повышения оперативности и помехоустойчивости, оболочка выполнена в виде перфорированного биморфного диска с числом отверстий, равным числу пьезоэлементов, а пьезоэлементы каждой из групп выполнены с величиной резонансного размера, не равной величине резонансного размера пьезоэлементов других групп, и закреплены в отверстиях оболочки на расстоянии от излучающей поверхности, кратном величине С/4 fр, где С - скорость ультразвуковых колебаний в пьезоэлементе, fp - его резонансная частота.

Изобретение относится к неразрушающему контролю. Цель изобретения - увеличение точности путем повышения оперативности и помехоустойчивости. Диаграмма направленности преобразователя формируется мозаикой пьезоэлементов 5, закрепленных в отверстиях 4 упругой оболочки 1, выполненной в виде перфорированного биморфного диска, на расстояниях между излучающей поверхностью и точкой крепления, кратном четверти длины излучаемой ультразвуковой волны. Изменением величины подаваемого напряжения на оболочку 1 достигается управление ее радиусом кривизны и фокусным расстоянием преобразователя. Указанное закрепление пьезоэлементов на оболочке и выбор их резонансных размеров позволяют повысить помехоустойчивость преобразователя при излучении и приеме сигналов с широким частотным спектром. 2 ил.

Фие.1