Способ формирования акустического поля многоэлементного пьезоэлектрического преобразователя Советский патент 1991 года по МПК G01N29/22 G01N29/24 

зователь 2 от дефектоскопа 5 и подключают к источнику 6 напряжения электроды одного или нескольких пье- зоэлементов, или электроды одной или нескольких секций одного пьезоэлемента, остальные пьезоэлементы или секции закорачивают. Подают от источника 6 встречное внутреннему полю пье- зоэлементов или секций напряжение ве-- личиной IL , изменяют величину U от

до

значения (0,1 - 0,2)

Е пп 1 Ег

U

пр.

нуля

где Unp Епр 1, Е„р - электрическая

прочность материала пьезоэлемента,

1- его толщина, и обратно до нуля со скоростью, не превышающей скорости установления равновесного состояния в материале пьезоэлемента, не менее пяти раз. Подключают данный пье- зоэлемент или секцию согласно или встречно к другим пьезоэлементам или секциям, предварительно разомкнув их электроды. Подключают преобразователь

2к дефектоскопу 5 и проводят измерения параметров акустического поля с помощью акустической нагрузки 1 с устройством отсчета. При совпадении измеренных параметров с заданными судят о формировании необходимого акустического поля. При несовпадении повторяют операции подачи напряжения

при последовательном увеличении максимального значения этого напряжения от (0,1 - 0,2) и„р до Unp;

Для примера рассмотрим преобразователь, изображенный на фиг.2. В исходном состоянии каждый из четырех пьезоэлементов образует четыре преобразователя с одинаковыми по модулю и фазе коэффициентами преобразования, как показано на фиг.За. При включении электродов 1-4 преобразова-1- тель характеризуется диаграммой направленности Р .

После первой перестройки преобра- зователя, когда на первый пьезоэле- мент не подают напряжения, а на пьезоэлементы 2, 3 и 4 подают напряжения Ццг. УЙ и и4 соответственно такие, что Uii U iifc и , и пятикратно изменяют от нуля до максимального значения, значения коэффициентов преобразования пьезоэлементов показаны на фиг.36. В этом случае коэффициент преобразования четвертого пьезоэлемента оказывается равным нулю.

. После второй перестройки преобразователя, когда U инг, инэ U

иг

--

165Н0784

и иЈф U и 3 , получаем значения коэффициентов преобразования, показанные на фиг.Зв. В этом случае коэффициент преобразования третьего пьезоэлемента

равен нулю, а у четвертого уже отличенку.

от нуля и противоположен по зна0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

После третьей перестройки, когда подают напряжение, изменяющееся от нуля до Uп„, только на четвертый пье- зоэлемент, получаем показанное на Аиг.Зг распределение коэффициентов преобразования.

Таким образом, за счет переполяри- зацин части или всего объема пьезоэлементов можно изменять дискретно- амплитудное и/или фазовое распределение коэффициента преобразования, а также давлений и смещений на поверхности преобразователя в режиме излучения и приема, либо электрического сигнала на выходе каждого пьезоэлемента в режиме приема. Поэтому можно изменять такие параметры как направление основного лепестка диаграммы направленности и его ширину.

Способ позволяет уменьшить разброс параметров акустического поля преобразователей при их изготовлении, а также осуществлять перестройку этих параметров непосредственно при проведении ультразвукового контроля.

Формула изобретения

Способ формирования акустического поля многоэлементного пьезоэлектрического преобразователя, включающий подачу электрического напряжения смещения на электроды преобразователя, устранение этого напряжения, подключение преобразователя к генератору ультразвуковых колебаний и измерение параметров его акустического поля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формирования заданных параметров акустического поля, подают на электроды одного или нескольких пьеэоэлементов, или на электроды одной или нескольких секций одного из пьезоэлементов при замкнутых электродах других пьеэоэлементов или секций электрическое напряжение смещения величиной U, изменяют величину UH от нуля до значения

(0,1 - 0,2) U

пр

где ипрЈ

1,

Крр - электрическая прочность материала пьезоэлемента, 1 - его толщина, и обратно до нуля со скоростью,

не превышающей скорости установления- равновесного состояния в материале пьезоэлемента, не менее пяти раз, подключают электроды данного пьезо- элемента или данной секции к разомкнутым электродам других пьезоэлемен- тов или секций согласно или встречно, измеряет параметры акустического поля

и при их совпадении с заданными судят о формировании необходимого акустического поля преобразователя, а при несовпадении повторяют операции подачи напряжения UH при последовательном увеличении максимального значения этого напряжения от (0,1 - 0,2)-Uno

ГТ/-Ч TIГ

г

ДО Un

Изобретение относится к неразру- иающему контролю. Целью изобретения является повышение точности формирования заданных параметров акустического доля. Отключают преобразователь Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом контроле. Целью изобретения является повышение точности формирования заданных параметров акустического поля. На фиг.1 изображена структурная схема устройства, осуществляющего предлагаемый способ; на фиг.2 - наклонный преобразователь из четырех пьезоэлементов} на фиг.З - диаграммы, поясняющие принцип формирования 2 от дефектоскопа 5 и подключают к источнику 6 напряжения электроды одного или нескольких пьезоэлементов, а остальные пьезоэлемеЯты закорачивают. Подают от источника 6 встречное внутреннему полю пьезоэлементов напряжение UH, изменяют величину UH от нуля до значения (0,1-0,2)1) п„ , где - напряжение пробоя пьезоэле- мента, и обратно до нуля со скоростью, не превышающей скорости установления равновесного состояния в материале пьезоэлемента, не менее пяти раз.Подключают данный пьезоэлемент согласно или встречно к другим пьезо- элементам, предварительно разомкнув их электроды. Измеряют параметры акустического поля, при их совпадении с заданными судят о формировании необходимого акустического поля. При несовпадении повторяют операции подачи напряжения U при последовательном увеличении максимального значения этого напряжения . 3 ил. акустического поля этого преобразователя. , Устройство содержит акустическую 1 нагрузку 1 с устройством отсчета, на поверхности которой установлен преобразователь 2, коммутирующее устройство 3, переключатель 4, дефектоскоп 5 и источник 6 напряжения. Способ формирования акустического поля многоэлементного пьезоэлектрического преобразователя осуществляют следующим образом. Отключают преобра(Л с: о ел оо о оо

2

Фие.1

Фиг. 2

1 г

И« / i ..

Кии

I т

п