Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь Советский патент 1993 года по МПК G01N29/24 

1143

Изобретение относится к ультразвукоой (УЗ) дефектоскопии и может быть исользовано при контроле различных зделий, в частности, сварных швов труб, предназначенных для изготовления поверностей нагрева котлрагрегатов тепловых лектростанций.

Целью изобретения является улучшение реворберационногшумовой характеритики за счет выполнения стенок герметичной полости из Поглощающего УЗ- колебания материала, в результате чего при попадании на них УЗ-колебаний последние частично поглощаются.

На чертеже схематично представлено сечение УЗ пьезоэлектрического преобразователя.

УЗ пьезоэлектрический преобразователь содерх ит корпус 1 и расположенные в нем пьезоэлемент 2 и демпфер 3. Демпфер выполнен в виде герметичной газонаполненной полости, одна из стенокА которой образована пьезоэлементом 2, а остальные стенки выполнены из поглощающего УЗ-колебания ма- териалаб.

УЗ пьезоэлектрический преобразователь работает следующим образом.

Преобразователь в совмещенном режиме работает в два этапа. .

На первом этапе (режим излучения) на пьезоэлемент 2 подается электрический импульс, под воздействием которого он изменяет свой размер. Поскольку пьезоэлемент 2 образует стенку 4 полости-демпфера 3, то при расширении пьезоэлемента 2 объем полости- демпфера 3уменьшается, давление заполняющего полость-демпферЗ газа увеличивается, в результате -чего увеличивается давление на пьезоэлемент 2, т.е. усиливается его демпфирование. Часть УЗ-колебаний, излучаемых пьезоэлементом2, распространяется в корпусе 1, выполненном из акустически прозрачного материала, например оргстекла. а часть распространяется в полости-демпфере 3 и попадает в поглощающий материал 5. где и релаксирует- ся.

На втором этапе (режим приема) на пьезоэлемент 2 поступают УЗ-колебания, незначительно изменяющие его размер. Объем полости-демпфера 3 практически не меняется и осуществляется довольно слабое демпфирование пьезоэлемента 2. Таким образом, сильное демпфирование пьезоэлемента в режиме излучения обеспечивает возможность работы с короткими им

пульсами, что дает довольно высокую

разрешающую способность, а слабое демпфирование в режиме приема обеспечивает возможность работы с довольно высокой чувствительностью.

В качестве поглощающего материала 5 используется, например, эпоксидная смола с наполнителем. Полость-демпфер 3 может иметь произвольную форму, но предпочтительна плоская (простота выполнения) или

сферическая (выдерживает более высокое внутреннее давление при той же. толщине стенки). Величина объема полости не должна быть меньшей или равной той, при кото- рой стенки полости касались бы

поверхности изменяющихся размеров пье- зоплзстины в процессе колебания последней. Размер полости-демпфера, по крайней мере; над поверхностью пьезоэлементов должен быть больше длины волны УЗ-колебаний, так, например, при частоте 5 МГц

это расстояние составит 0,5-1 мм. Исходное давление газовой среды в полости-демпфере может быть любым, равным, например, 1 атм.

ф ормул а изоб рете н и я

Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь, содержащий корпус, расположенные в нем пьезоэлемент и демпфер, выполненный в виде герметичной

газонаполненной полости, одна из стенок которой образована пьезоэлементом. о т л- и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения .реверберационно-шумовой характеристики, остальные стенки герметичной полости выполнены из поглощающего ультразвуковые колебания материала.

Изобретение относится к ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии. Цель изобретения - улучшение реверберационночиумовой характеристики преобразователя за счет снижения шумов демпфера. Преобразователь включает корпус 1, пьезоэлемент 2, демпфер 3 и поглощающий УЗ-колебания материал 5. Демпфер 3 выполнен в виде герметичной газонаполненной полости, одна из стенок 4 которой образована пьеэоэле- ментом 2, а остальные - материалом 5. В режиме излучения пьезоэлемент 2. увеличивая свои размеры, уменьшает обьем полости-демпфера 3. В результате давление газа в нем растет и увеличивается степень демпфирования пьезоэлемента 2. В режиме приема объем полости-демпфера 3 почти не меняется, осуществляется слабое демпфирование пьезоэлемента 2, что обеспечивает высокую чувствительность. Материал 5 обеспечивает поглощение УЗ-колебаний, попадающих на стенки демпфера 3.1 ил.