Звукопровод к ультразвуковому преобразователю Советский патент 1977 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для бесконтактного ультразвукового контроля изделий.

Известен звукопровод, который имеет плоское эластичное дно, установленное под углом к контролируемому изделию 1.

Однако в этом звукопроводе существует высокий уровень реверберационного сигнала, что снижает эффективность контроля.

Известен также звукопровод, выполненный в виде цилиндра, плоское дно которого наклонено относительно поверхности контролируемого изделия 2.

Недостатком известного устройства является то, что применение плоского наклонного дна не устраняет полностью реверберации сигнала в среде контактной жидкости, а в случае применения твердых пластин в ней возникают свободные колебания различного типа, что повыщает уровень акустических шумов.

С целью уменьщения реверберационных помех и повышения надежности контроля в предлагаемом звукопроводе дно выполнено в виде полого конуса, вершина которого направлена наружу.

На чертеже схематично изображен звукопровод.

Пьезопластина 1 имеет акустический контакт с жидкостью, заключенной в цилиндр 2.

Дном цилиндра полый конус 3. В качестве материала для цилиндра и конуса выбирают резину, эбонит, полистирол или любой другой твердый материал, хорошо проводящий ультразвук из среды звукопровода в контактную жидкость, которая заполняет пространство между дном и поверхностью изделия 4. Волны ультразвука, излучаемые пьезопластиной 1, распространяются в среде звукопровода по оси Z и падают на внутреннюю поверхность конуса под углом а. Волны после двойного преломления на поверхностях стенки конуса распространяются в контактной

жидкости также по оси Z.

Часть энергии излученного сигнала проходит в изделие 4 (зондирующий сигнал), а друГая часть отражается от поверхности изделия и падает на внешнюю поверхность конуса под

углом а. Часть энергии этого сигнала проходит через стенку конуса, аналогично прохождению излученного сигнала, а другая часть - отражается от стенки конуса и вновь падает на поверхность изделия, но уже под углом 2а.

Сигнал, вторично отраженный от поверхности изделия, падает на поверхность конуса под углом За и, следовательно, не будет принят пьезопластиной, так как оказывается рассеянным стенками звукопровода или попадает в

ловушку (на чертеже не показана). Таким образом, на пьезоприемнИК не попадают сигналы, ревербирующие в среде контактной жидкости.

Так как конус является трехмерной геометрической фигурой, то реверберация сигнала между конусом и поверхностью изделия затухает быстрее, чем в случае применения пластины, наклоненной под углом а. Между вершиной конуса и поверхностью изделия реверберация возникнуть не может, так как площадь вершины весьма мала. Условия для возникновения свободных колебаний в стенке конуса значительно хуже, чем в пластине. Толш,ину стенки конуса желательно выбирать так, чтобы в ней возникал резонанс волн проходящего сигнала, т. е. целесообразно использовать эффект «просветления стенки. Но добротность стенки должна быть низкой, чтобы не возникало явление расширения сигналов.

Этим условиям удовлетворяет эбонит, оргстекло и другие материалы, импеданс которых наиболее близок к импедансу жидкости, заполняюш,ей контактный зазор или используемой в качестве звукопровода.

Устройство может быть широ-ко применено в автоматических ультразвуковых установках для контроля крупнообъемных изделий металлургического производства, например заготовок плит, поковок и т. п.

Предлагаемый преобразователь обеспечивает контроль изделий иммерсионным способом, но без применения дорогостояших и громоздких ванн и соответственно без оборудования

по загрузке и выемке контролируемых Изделий.

Предлагаемый преобразователь может быть применен в установках, разработанных для автоматического контроля изделий шелевым способом, но возможности этих установок существенно расширяются, так как колебания толщины контактного слоя жидкости в данном случае не оказывают существенного влияния на параметры дефектоскопа.

С помощью предлагаемого преобразователя может быть осуществлен ручной контроль грубо обработанных изделий серийными дефектоскопами. Так как акустический контакт осуществлен без соприкосновения твердых тет, то преобразователь предлагаемой конструкции обладает большим сроком службы.

Формула изобретения

Звукопровод к ультразвуковому преобразователю, выполненный в виде цилиндра с дном, который заполнен иммерсионной жидкостью, отличающийся тем, что, с целью уменьшения реверберационных помех и повышения надежности контроля, дно. выполнено в виде полого конуса, вершина которого направлена наружу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3.631.714, кл. 73-71,5, 1969.

2. Патент Англии № 908728, кл. П 4D, 1962.

r-ъ i,.

,

аг/х