Пьезоэлектрический наклонный преобразователь Советский патент 1992 года по МПК G01N29/24 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой дефектоскопии материалов эхо-методом, например, при дефектоскопии рельсов

Известен пьезоэлектрический наклонный преобразователь, содержащий пьезоэлемент и преломляющее тело в виде призмы, осуществляющий контроль путем ввода ультразвуковых колебаний под заданным углом в заданную среду.

Наиболее близким к изобретению является пьезоэлектрический преобразователь, содержащий пьезоэлемент и соединенную с ним многослойную призму с плоскими рабочей и контактной поверхностями.

Недостатком известного устройства является низкий коэффициент преобразования, что объясняется большими потерями энергии ультразвуковых (УЗ) колебаний за счет отражения от границы между призмой и контролируемой соедой.

Целью изобретения является повышение коэффициента преобразования за счет эффективности преломления ультразвуковых колебаний.

Поставленная цель в пьезоэлектрическом наклонном преобразователе, содержащем пьезоэлемент и соединенную с ним многослойную призму с плоскими рабочей и контактной поверхностями, достигается тем, что поверхность каждого слоя призмы выполнена цилиндрической с образующей, параллельной плоскости пьезоэлементя контактные слои расположены с зазором

VJ

VJ Лх| О Х| GO

так, что длины разверток слоев образуют арифметическую прогрессию.

Поставленная цель достигается также тем, что цилиндрические поверхности слоев призмы выполнены круговыми и соосными.

На чертеже изображен предлагаемый преобразователь.

Пьезоэлектрический наклонный преобразователь содержит пьезоэлемент 1 и соединенную с ним многослойную призму 2 с плоскими рабочей и контактной поверхностями, поверхность каждого слоя выполнена цилиндрической с образующей, параллельной плоскости пьезоэлемента 1, контактные слои расположены с зазором так, что длины разверток слоев образуют арифметическую прогрессию. Цилиндрические поверхности слоев выполнены круговыми и соосными.

Элементы конструкции преобразователя характеризуются периодичностью I контактных слоев и их развернутыми длинами d, а также угловым размером р цилиндрических порерхностей слоев, выбранными из соотношений

I Ai/4sirm; ,Я2

I

I sin a:

180° h sin a V W h

где AI - длина ультразвуковой волны в заданной среде,

а- угол ввода ультразвуковых колебаний в изделие,

А2 - длина нормальной ультразвуковой волны в слое.

Пьезоэлектрический наклонный преобразователь работает следующим образом.

Ультразвуковые колебания, генерируемые пьезоэлементом 1, распространяются через многослойную призму 2 до границы с

объектом контроля и приходят к границе с запаздыванием между соседними слоями многослойной призмы 2, соответствующим разности длин d этих слоев. Разность длин соседних слоев подобрана так, чтобы получить запаздывание между соседними слоями, обеспечивающее требуемый угол ввода. Формула изобретения 1. Пьезоэлектрический наклонный преобразователь, содержащий пьезоэлемент и

соединенную с ним многослойную призму с плоскими рабочей и контактной поверхностями, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента преобразования, поверхность каждого слоя призмы выполнена цилиндрической с образующей, параллельной плоскости пьезоэлемента, контактные слои расположены с зазором так, что длины разверток слоев образуют арифметическую прогрессию,

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что цилиндрические поверхности слоев выполнены круговыми и соосными.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковой дефектоскопии материалов, например рельсов. Цель изобретения - повышение коэффициента преобразования за счет эффективности преломления ультразвуковых колебаний - достигается тем, что в пьезоэлектрическом наклонном преобразователе, содержащем пьезоэлемент и соединенную с ним многослойную призму с плоскими рабочей и контактной поверхностями, поверхность каждого слоя призмы выполнена цилиндрической с образующей, параллельной плоскости пьезоэлемента, а контактные слои расположены с зазором так, что длины разверток слоев образуют арифметическую прогрессию. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л С