Ультразвуковой преобразователь Советский патент 1991 года по МПК B06B1/06 

i

(Л

Изобретение относится к ультразвуковой технике. Цель изобретения - увеличение амплитуды колебаний. Боковые поверхности концентратора 2 энергии и элементов крепления покрыты слоем порошковой эпоксидной краски толщиной 50-160 мкм. Толщина данного слоя на боковых поверхностях концентратора энергии и поверхностях элементов крепления, не параллельных продольной оси концентратора энергии, равна 120-160 мкм. Концентратор энергии и элементы крепления выполнены в виде монолита. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

8 7

В

О5

со о оо ел

СЛ

Фиг. 2

Изобретение относится к ультразвуковой технике, а именно к ультразвуковым преобразователям, и может быть использовано как при разработке акустических систем различного технологического назначения, так и в существующем ультразвуковом оборудовании, созданном на базе преобразователей разных типов.

Целью изобретения является увеличение амплитуды колебаний преобразователя.

На фиг. 1 изображен ультразвуковой преобразователь с пьезокерамическим активным элементом; на фиг. 2 - то же, с магнито- стрикционным активным элементом.

В ультразвуковых преобразователях с пьезокерамическим активным элементом 1 (фиг. 1) излучающий элемент изготавливается, как правило, в виде концентратора ультразвуковой энергии 2, например экспоненциального, с полой цилиндрической трубкой 3, предназначенной для размещения активного элемента, который гайкой 4 прижимается к плоскому основанию концентратора 2.

В таких преобразователях в пассивную поверхность наряду с боковой поверхностью излучающего элемента (под активной поверхностью излучающего элемента следует понимать как взаимосвязанную с торцом активного элемента поверхность, так и излучающую колебания) входят также поверхности элемента крепления в виде трубки (внешняя и внутренняя) и прижимной гайки.

В ультразвуковых преобразователях с магнитострикционным активным элементом 1 (фиг. 2) излучающий элемент изготавливается, как правило, в виде конического концентратора 2 с фланцем 5 в качестве элемента крепления, предназначенного для присоединения к концентратору бачка 6 водяного охлаждения активного элемента. В таких преобразователях в пассивную поверхность входит и поверхность фланца.

При оснащении ультразвукового преобразователя волноводной насадкой 7 ультразвуковых колебаний его боковая поверхность также входит в пассивную поверхность излучающего элемента.

Пассивные поверхности преобразователя покрыты слоем 8 порошковой эпоксидной краски толщиной 50-160 мкм.

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче напряжения на активный элемент 1 в нем возникают механические колебания ультразвуковой частоты, которые передаются излучающему элементу 2,

где они за счет уменьшения поперечного сечения излучающего элемента увеличиваются по амплитуде.

Ультразвуковые колебания при распространении в излучающем элементе вследствне изменяющегося его поперечного сечения встречают на своем пути препятствия (боковая поверхность излучающего элемента) и частично рассеиваются, что в большинстве случаев и приводит к появлению паразитных колебаний. Но поскольку боковая поверхность концентратора энергии покрыта слоем порошковой эпоксидной краски, доля паразитных колебаний, в нем возникающих, значительно снижается.

Увеличение толщины слоя краски на пасQ сивных поверхностях преобразователей, параллельных продольной оси концентрактора энергии, 100 мкм не приводит к существенному увеличению амплитуды колебаний преобразователя, в то время как толщина слоя краски на пассивных поверхностях

5 преобразователя, которые не параллельны данной оси, менее чем в 120 мкм отрицательно сказывается на величине амплитуды колебаний, а при толщине более 160 мкм уже не способствует ее дальнейшему увеличению. Метод нанесения порошковой эпоксидной

° краски на пассивные поверхности преобразователя и режим ее отверждения не оказывают влияния на амплитуду колебаний.

Формула изобретения

5 1. Ультразвуковой преобразователь, содержащий выполненные в виде монолита концентратор энергии и элементы его крепления, активный элемент, рабочая поверхность которого связана с плоским торцом

0 концентратора энергии, отличающийся тем, что, с целью увеличения амплитуды колебаний, боковые поверхности концентратора энергии и элементов его крепления покрыты слоем порошковой эпоксидной краски толщиной 50-160 мкм.

5 2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что толщина слоя порошковой эпоксидной краски на боковых поверхностях концентратора энергии и поверхностях элементов его крепления, не параллельных продольной оси концентратора энергии, равна 120-160 мкм.