Пьезоэлемент для ультразвуковых измерений Советский патент 1991 года по МПК G01N29/24 

Изобретение относится к ультразвуковой (уз) контрольно-измерительной технике и может быть использовано в уз преобразователях при реализации акуст /-еских методов неразрушающего контроля

Цель изобретения - повышение точности и чувствительности измерений за счет формирования симметричной диаграммы направленности и увеличения площади излучения/приема.

На чертеже схематично изображен пье- зоэлемент для уз измерений.

Пьезоэлемент для уз измерений содержит два аналогичных по материалу и толщине пьезоэлектрических кольца 1 и 2 с размещенными на их плоских поверхностях

электродами Центр внутреннего отверстия

3кольца 1 смещен относительно центра кольца 1 на величину д. Величина смещения д, радиус п внутреннего отверстия 3 кольца 1, радиус Г2 внутреннего отверстия 4 коаьца 2 и внешний радиус R2 кольца 2 выбраны из условий

О д п; с5 п RI - 5i; R2 п;

б Г2 R2 - б,

где RI - внешний радиус кольца 1.

Кольцо 2 установлено в отверстии 3 кольца 1 Центр кольца 2 совмещен с центром отверстия 3 кольца 1. Центр отверстия

4кольца 2 совмещен с центром кольца 1. Односторонние электроды колец 1 и 2 соединены.

О

ю го

Пьезоэлемент для уз измерений работает следующим образом.

При подаче на электроды электрического напряжения кольца 1 и 2 совершают ме- ханические колебания с частотой, определяемой толщиной колец 1 и 2. Поскольку центры отверстий 3 и 4 не совпадают с центрами колец 1 и 2, соответственно радиальные колебания каждого из колец 1 и 2 практически отсутствуют. Поскольку кольца 1 и 2 акустически изолированы один от другого, также отсутствуют радиальные колебания всего составного пьезоэлемента. Таким образом при возбуждении пьезоэле- мента короткими импульсами с широким частотным спектром искажения импульсов за счет наложения радиальных колебаний отсутствуют. Поскольку материалы и толщины колец 1 и 2 идентичны, они создают в про- странстве осесимметричное акустическое поле, представляющее собой сумму диаграмм направленности каждого из колец 1 и 2. Вследствие выбора зазора между кольцами 1 и 2 минимальной величины эта сум- марная диаграмма направленности тождественна диаграмме направленности

симметричного кольца с внешним радиусом R и радиусом Г2 отверстия.

Осесимметричность диаграммы направленности повышает точность пространственного зондирования дефектов при неразрушающем уз контроле изделий. Наличие внутреннего кольца увеличивает общую излучающую и принимающую площадь пьезоэлемента, что повышает его чувствительность.

Формула изобретения Пьезоэлемент для ультразвуковых измерений по авт. св. Ns 1490616, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерений, он снабжен дополнительным пьезоэлектрическим кольцом с размещенным на его плоских поверхностях электродами, анологич- ным по материалу и толщине основному кольцу и установленным в отверстии основного кольца таким образом, что центр дополнительного кольца совмещен с центром отверстия основного кольца, а центр отверстия дополнительного кольца совмещен с центром основного кольца, причем односторонние электроды основного и дополнительного колец соединены между собой.

Изобретение относится к ультразвуковой контрольно-измерительной технике Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерений за счет формирования симметричной диаграммы направленности и увеличения площади изпучения приема При подаче из размещенные на плоских поверхностях двух аналогичных по материалу и толщине пьезоэлектрических колец 1 и 2 электродов, которые на одинаковых сторонах колец 1 и 2 соединены между собой, кольца 1 и 2 совершают механические колебания.Благодаря тому, что центр внутреннего отверстия 3 кольца 1 смещен относительно центра кольца 1, кольцо установлено в отверстии 3 кольца 1, центр кольца 2 совмещен с центром отверстия 3 коле па 1, а центр отверстия 4 кольца 2 совмещен с центром кольца 1. Радиальные колебания в пьезозлементе отсутствуют и он осуществляет излучение и прием широкополосчь х ультразвуковых импульсов с меньшими искажениями. 1 ил.