Ультразвуковой преобразователь Советский патент 1992 года по МПК G01N29/22 

Изобретение относится к ультразвуковой технике с преимущественной областью использования в ультразвуковой диагностике.

Известен ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус, в котором установлен дисковый пьезоэлемент, недостатком которого является низкий КПД, невозможность изменения фокусного расстояния.

Известен также ультразвуковой (УЗ) преобразователь, содержащий корпус, в .котором установлен дисковый пьезоэлемент, концентричные ему п (п 2, 3,...) кольцевых пьезоэлементов, образующие вогнутую излучающую поверхность и узел изменения фокусного расстояния поверхности, недостатком которого является его конструктивная сложность, вызванная необходимостью введения временных задержек от кольцевых преобразователей для обеспечения различных фазовых соотношений, необходимых для изменения фокусного расстояния.

Цель изобретения - упрощение конструкции преобразователя.

Сущностью изобретения является выполнение узла изменения фокусного расстояния в виде концентричных втулок по числу укрепленных на их торцах пьезоэлементов и привода, выполненного в виде п 2, 3, ... коаксиально установленных ходовых винтов, с возможностью изменения рас- стояния между пьезоэлементами, приводящего к изменению фокусного расстояния без использования конструктивно сложных схем временных задержек, что создает положительный эффект, заключающийся в упрощении конструкции.

На чертеже изображен преобразователь, по оси симметрии.

В корпусе 1 установлен дисковый пье- зоэлемент 2,концентричные ему п 2 кольцевых пьезоэлемента 3, образующие вогнутук, излучающую поверхность, узел изменения фокусного расстояния поверхно- сти, выполненный в виде концентричных втулок 4 по числу пьезоэлементов, телескопически входящих одна в другую, и привода, выполненного в виде п 2 коаксиально установленных ходовых винтов 5 и п 2 нажимных шайб 6 Ходовые винты 5 упираются посредством этих нажимных шайб в упругую шайбу 7 со стороны, противополож ной местам примыкания втулок 4 Втулка наибольшего диаметра боковой поверхно- сти неподвижно закреплена в корпусе, на торцах втулок закреплены пьезоэлементы 3, а противоположные торцы втулок закреплены на упругой шайбе 7, края которой зафиксированы в корпусе с помощью стопорящей гайки 8 и герметизирующей шайбы 9. Герметизирующий колпачок 10 из пластмассы навинчен на резьбе на стопорную втулку 11 жестко соединенную с корпусом 1 посредством резьбы (не показана). Между торцом этого колпачка и ступенькой корпуса установлена герметизирующая шайба 12, а полость между упругой шайбой (7) и внутренней поверхностью колпачка (10) заполнена жидкостью, обеспечивающей со- гласование акустических импедансов преобразователя и исследуемого объекта.

Ходовые винты 5 совместно с неподвижными гайками 13 и 14 образуют привод 15 Привод включает в себя штифт, закреп- ленный на одном и входящий в прорезь другого из винтов 5, выполненного полым для прохода второго из них к центральной нажимной шайбе 6

Преобразователь подготавливают к ра- боте вращая винт 5. выступающий наружу корпуса. При этом штифт, закрепленный на этом винте, вращает другой из винтов 5 одновременно перемещаясь в его прорези

Смещение кольцевых пьезоэлементов приводит к временным задержкам между волновыми фронтами УЗ колебаний отдельных кольцевых и дискового пьезоэлементов вследствие различий длины волнового пути,

что и является первым условием образования сферического суммарного волнового фронта. Вторым условием его образования является синхронное смещение каждого из кольцевых пьезоэлементов относительно дискового пьезоэлемента, что достигается за счет смещения каждого из кольцевых пьезоэлементов 3 относительно дискового пьезоэлемента 2 в соответствии с условием

An F-vrc2

Rr

где п 2, 3, . - порядковый номер котьце- вого пьезоэлемента;

Ал - смещение n-го кольцево о пьезоэлемента;

F - требуемое фокусное расстояние,

Rn - средний радиус n-го кольцевого пьезозлемента.

Такое смещение достигается путем подбора требуемого шага каждого из ходовых винтов 5

Формула изобретения Ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус, в котором установлен ди сковый пьезоэлемент, концентричные ему п (где п 2, 3, ,..) кольцевых пьезоэленентов, образующие вогнутую излучающую поверхность, и узел изменен;, я фокусного расстояния поверхности, отличающийся тем, что. с целью упрощения конструкции преобразователя, узел изменения фокусного расстояния выполнен в виде концентричных втулок по числу пьезоэлементов, телескопически входящих одна в другую, и привода, втулка наибольшего диаметра боковой поверхностью неподвижно закреплена в корпусе, на торцах втулок закреплены пьезоэлементы, а противоположные торцы втулок закреплены на упругой шайбе, края которой зафиксированы в корпусе, а привод выполнен в виде п коаксиально установленных ходовых винтов и п нажимных шайб, ходовые винты упираются посредством нажимных шайб в упругую шайбу со стороны, противоположной местам примыкания втулок

13

±

П 7 12 11 / /

Изобретение относится к контрольно- измерительной ультразвуковой технике. Цель изобретения - упрощение конструкции преобразователя. Преобразователь содержит корпус, в котором установлены дисковый пьезоэлемент и концентричные ему п, где п 2, 3, .., пьезоэлементов, образующих вогнутую излучающую поверхность, и узел изменения фокусного расстояния, выполненный в виде соосных корпусу концентричных втулок по числу пьезоэлементов, телескопически входящих одна в другую, и привода. Втулка наибольшего диаметра боковой поверхностью неподвижно закреплена в корпусе, на торцах втулок закреплены пьезоэлементы, противоположные торцы втулок закреплены на упругой шайбе, края которой зафиксированы в корпусе. Привод выполнен в виде коаксиально установленных ходовых винтов и п нажимных шайб, ходовые винты упираются посредством нажимных шайб в упругую шайбу со стороны, противоположной местам примыкания втулок. 1 ил. (Л С