Широкополосный пьезопреобразователь Советский патент 1990 года по МПК B06B1/06 

пфера об составляет 1,5-3°, а по ерхность свободного торда демпфера Образует с плоскостью его продольно- го сечения угол /J « 30°. Диаметр пьезоэлемента равен диаметру обращенного к нему основания демпфера. Излучаемая пьезоэлементом ультразвуковая волна попадает в демпфер и затухает в нем, не возвращаясь на пьезо- элемент. 1 ил.

Изобретение относится к ультразвуковым методам контроля. Цель - повышение чувствительности без увеличения габаритов. Пьезопреобразователь содержит пьезоэлемент 1 с электродами 2 и 3, расположенными на плоских рабочей и тыльной поверхностях пьезоэлемента соответственно. Демпфер 4 выполнен в виде усеченного конуса и имеет минимальный диаметр в основании, жестко связанном с электродом 3 тыльной поверхности пьезоэлемента 1. Угол раскрыва конуса демпфера α составляет 1,5-5°, а поверхность свободного торца демпфера образует с плоскостью его продольного сечения угол β=30°. Диаметр пьезоэлемента равен диаметру обращенного к нему основания демпфера. Излучаемая пьезоэлементом ультразвуковая волна попадает в демпфер и затухает в нем, не возвращаясь на пьезоэлемент.

Изобретение относится к ультразву- ковым неразрушающим методам контроля и может быть использовано в дефектоскопии, в измерениях физико-механических величин материалов.

Целью изобретения является повышение чувствительности пьезопреобразова- теля без увеличения его габаритов. На чертеже изображена схема пье зопреобразователя.

Пьезопреобразователь содержит пье- зоэлемент 1 с электродами 2 и 3, расположенными на плоских рабочей и тыльной поверхностях пьезоэлемента соответственно. Демпфер 4 выполнен в виде усеченного конуса и имеет ми- нимальшлй диаметр в основании, жестко связанном с электродом 3 тыльной поверхности пьезоэлемента 1. Угол рас- крыва конуса демпфера об составляет 1,5-5°, а поверхность свободного торца демпфера образует с плоскостью его продольного сечения угол ft 30°, Демпфер пьезоэлемента равен диаметру обращенного к нему основания демп- фера.

Сущность изобретения заключается в том, что конструкция демпфера по- Эволя ет организовать волновой процесс внутри него таким образом, что ультразвуковой сигнал, отраженный от свободного торца демпфера, не попадает на пьезоэлемент, а возвращается обратно в тыльную часть демпфера.

Широкополосный пьезопреобразова- тель работает следующим образом.

Излучаемая пьезоэлементом ультразвуковая вольна распространяется вдоль демпфера до поверхности его свободного торца, где отражаемся и многократными отражениями от боковых по- Е ерхностей начинает возвращаться к пьезоэлементу. После каждого отражения путь прохождения ультразвуковой волны вдоль конуса к пьезоэлементу (сужающийся конус) уменьшается и достигает области, когда волна начинает возвращаться в тыльную часть демпфера так и не достигнув пьезоэлемен5

0

5 0 5

0

5

0

5

та. Как показано на чертеже,имеется различие в пути прохождения ультра звуковых волн. Если волна излучается левым краем пьезоэлемента (прямая линия на чертеже), то она проходит наиболее длинное расстояние и возвращается обратно при наибольшем приближении к пьезоэлементу. Волна, излучаемая правой стороной пьезоэлемента , (пунктирная линия на чертеже), возвращается в тыльную часть демпфера примерно с середины его. Такой волновой процесс внутри демпфера имеет место, если соблюдаются угол раскрытия конуса (угол 06 ) и угол среза плоскости (угол J)). При значениях необходимо удлинить демпфер, так как при отражениях ультразвуковая волна возвращается на пьезоэлемент в виде реверберационных шумов.При значениях ( ультразвуковая волна после нескольких отражений в тыльной части демпфера попадает на пьезоэлемент.

Увеличение чувствительности в преобразователе согласно изобретению достигается за счет уменьшения реверберационных шумов в нем.

Формула изобретения

Широкополосный пьезопреобразова- тель, содержащий пьезоэлемент с электродами и демпфер в виде конуса, причем электроды расположены на рабочей и тыльной поверхностях пьезоэлемента, а демпфер жестко связан основанием с электродом тыльной поверхности пьезоэлемента, диаметр которого равен диаметру основания демпфера, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности без увеличения габаритов, демпфер выполнен в виде усеченного конуса и имеет минимальный диаметр в основании, связанном с электродом тыльной поверхности пьезоэлемента, причем угол рас- крыва конуса демпфера составляет 1,5-5 , а поверхность свободного торца демпфера образует с плоскостью его продольного сечения угол 30°,