Материал демпфера ультразвукового пьезопреобразователя Советский патент 1991 года по МПК G01N29/28 

Изобретение относится к неразрушающим методам испытаний и может быть использовано в ультразвуковой эхоим- пульсной дефектоскопии и толщинометрии материалов.

Цель изобретения - улучшение разрешающей способности путем повышения соотношения сигнал/шум и уменьшения длительности импульсов.

Поставленная цель достигается сочетанием высокого коэффициента затухания УЗ в материале демпфера (не менее 300 м и значения акустического импеданса, близкого к импедансу пьезоэлемента (отличие не более чем на 10%), что возможно при изготовлении демпфера из спеченного материала. В этом случае высокое затухание (которое определяется пористостью) обусловлено неоднородностью структуры материала (рассеяние УЗ волн на границах частиц порошка и пор). Акустический импеданс (определяемый), близкий к импедансу

пьезоэлемента, достигается изменением состава материала и пористости.

Материал демпфера ультразвукового пьезопреобразователя состоит из спеченной бронзографитовой композиции состава, мас.%:

Медь82-90

Олово7-12

I Трафит 3-6

при плотности 4,6-5,2.103кг/м 3и пори-, стости 32-40%. При содержании меди более 90% необходимо увеличивать пористость до величины больших 40%, что приводит к нарушению акустического контакта между пьезоэлементом и демпфером и, следовательно, увеличению длительности эхо-импульсов. При содержаци меди менее 82% необходимо уменьшать пористость, что а свою очередь снижает коэффициент затухания ультразвука в материале демпфера до величины 150 . Поэтому для достижения требуемых демпфирующих свойств необходимо увеличивать размеры демпфера, что приводит к изменению конструкции пьезоп- реобразователя (ПП) и снижению рабочей частоты системы пьезоэлемент-демпфер, что является нежелательным.

Материал для демпфера изготавливают методом порошковой металлургии. Приготовленную шихту согласно рецептуре после расчета навесок для обеспечения требуемой пористости подвергают прессованию в закрытой пресс-форме под давлением и затем спекают в защитной среде (например, водород).

Применение такого материала демпфера позволяет получить одно-полуторапери- одичные импульсы на частотах выше 5 МГц и с соотношением сигнал/шум не менее 20 дБ. В то время, как ранее применяемые материалы демпфера позволяют получить на тех же частотах 3-4 периодичные импульсы с соотношением сигнал/шум не более 16 дБ.

Формул а изобретек и я

Материал демпфера ультразвукового пьезопреобразователя, содержащий металлический порошок, отличающийся тем, что, с целью улучшения разрешающей спо- собности путем повышения соотношения сигнал/шум и уменьшения длительности импульсов, порошок состоит из спеченной бронзографитовой композиции плотностью .4,6-5,2-1CIгкгм 3, пористостью 32-40%, в составе, мас.%:

Медь82-90

Олово7-12

Графит3-6

Изобретение относится к неразрушающим методам испытаний и может быть использовано в ультразвуковой эхоимпульс- ной дефектоскопии и толщинометрии материалов Цель изобретения - улучшение разрешающей способности путем повышения соотношения сигнал/шум и уменьшения длительности импульсов. Цель достигается за счет сочетания высокого коэффициента затухания ультразвука в материале демпфера и значения акустического импеданса, близкого к импедансу пьезозлемента, что возможно при изготовлении демпфера из спеченного методом порошковой металлургии материала, имеющего состав, мас.%: медь 82-90; олово 7-12; графит 3-6.