Ультразвуковой преобразователь Советский патент 1979 года по МПК G01N29/04 

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

I

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества изделий и може быть использовано в различных .отраслях машиностроения,в частности в атомном машиностроении и котлостроении при дефектоскопии сварных соединений котлоагрегатов.

Известен ультразвуковой преобразователь, содержащий пьезопластины, собранные в пакет, которые возбуждают в процессе контроля последовательно и параллельно 11

Однако невозможность регулировки чувствительности сужает технологические возможности контроля этим преобразователем.

Известен также ультразвуковой преобразователь, содержащий пьезопластину, линию задержки,подключенную параллельно пьеаопластине и нагруженную на выходе несогласованным резисторбм 2

Однако это устройство решает задачу увеличения чувствительности или разрешающей способности к дефектам

лежащим только вблизи поверхности контролируемого изделия, поэтому не может обеспечить контроль глубокозалегающих дефектов в изделиях больших толщин.

Наиболее близким по техническому существу к изобретению является ультразвуковой преобразователь, содержащий пьезопластины, мехаййчёски связанные между собой через промежуточные слои в многоэлементный пакет Sj.

Многоэлементный пакет в процессе контроля возбуждают радиосигналом, последовательно задерживая его на время прохождения ультраввуковых колебаний через предыдущую пластину, что обеспечивает ввод в изделие колебаний с суммарной величиной амплитуды.

Суммарный импульс в приемно-передающем канале дефектоскопа формируется линиями задержки, реактивные элементы которых соединяются с пьевопластинами, образуя колебательные контуры, резонансные частоты которых могут отличаться от рабочих частот каждой пьезо36пластины. В результате получ/аемого час тотного равброса мощность, излучаемая в изделие или преобразованная в электркческий сигнал, будет меньше, кроме того, данным способом нельзя регулироват величины добротности колебательных контуров, входящих в преобразователь льезо пластин С пельго расширения технологических вовможностей, т.е. обнаружение дефектов с оптимальной чувствительность я полосой частот для определения по час тотному спектру принятого сигнала харак тера дефекта. Таким образом, известные конструкции УЗ преобразователей не обеспечивают оптимального сочетания упомянутых характеристик, а именно чувствительности и полосы пропуск а ния« что снижает эффективность контроля, особенно толсто стенйых изделий. Для повышения эффективности контроля предлагаемый преобразователь снабжён переменными индук- ивностямв, каждая из которых включена между соседними пьезопластинами, а пьезопластины установлены с возможностью изменения расстояния между ними. На чертеже дана простейшая схема преобразователя. Он содержит пьезоппастины 1, 2, со& ранныё в многоэлементный пакет и соециненные промежуточным акустическим про рачным слоем 3, и индуктивности 4, 5. Емкости пьезопластины 1 и 2 и иядуктивности 4 и 5 образуют колебательные контуры и линии задержки для изучаемых и отраженных сигналов. Преобразователь работает следующим образом. Предварительно перед контролем производят подбор индуктивностей для согласования с колебательным контуром дефектоскопа (на чертеже не показан). Согласование производят, устанавливая преобразователь на эталонном образце, размеры которого (толщина) и материал совпадают с аналогичными характеристиками контролируемого изделия. Зондирующие импульсы от генератора Дефектоскопа поступают на верхнюю пьевопластину 1, упругие колебания кото рой проходят через слой 3 за время, ра ное времени задержки в линии задержки, включающей индуктивность 5 и емкости i пьезопластин 1, 2, я поступают в пьеаопластину 2 в момент ее возбуж.аения задержанным импульсом. Амплитуду .принимаемых колебаний регулируют 6 путем изменения индуктивности его колебательного контура и устанавливают, например,равной максимальной величине последовательно для каждой пьезопластиЧы. Затем от этого же генератора задержанными зондирующими сигналами возбуждают пакет пьезопластин 1, 2 преобразователя, которые электрически изолированы промежуточным слоем 3, выполняющим также функцию акустической регулируемой линии задержки. На экране дефектоскопа появляется ряд сигналов УЗ колебаний от каждой пьезопластины. В результате этого появляется регулирующий сигнал суммарной величины. При необходимости может быть проведена подстройка всего преобразователя в этом режиме. Подстройку толщины промежуточного слоя можно проводить в жидкости, в эпоксидной смоле без отвердителя и т.д. В случае необходимости зафиксировать настроенный преобразователь в данном положении промежуточный слой выполняется, например, из эпоксидной смолы с отвердителем. С целью уменьшения реверберадионных шумов толщину промежуточного слоя выполняют не более ЛД,где Л - длина волны УЗ колебаний. случае, если для полного совмещения двух импульсов необходимо выполнить промежуточный слой, толщина которого больше Л/,,пьезопластины располагают так, чтобы векторы поляризации их были ориентированы встречно. Такое расположение пьезопластин позволяет достичь сдвига фаз двух сигналов на 180(Л/)), а остальная разница компенсируется задержкой в промежуточном слое, толщина которого меньше ЛА . Таким же образом может быть проведена настройка и для расширения длительности результирующего импульса путем изменения величины акустической вадерткки толщины промежуточного слоя проходящих ультразвуковых колебаний через преобразователь. После настройки по эталонному образцу преобразователь устанавливается на поверхность контролируемого изделия и поиск дефектов ведется уже при максимальной чувствительности. изобрете Формула Ультразвуковой преобразователь, содержащий пьевопластины, механически, связанные между собой через промежуточные слои в многоэлементный пакет, отличающийся тем, что. с целью повышения эффективности контроля, он снабжен переменными индуктивностими, каждая иэ которых включена между соседшп 1и пьезоплйстинами, а пьезопластины установлены с возможностью изменения расстояния между ввмв.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР № 462126, кл. G OlM 29/04, 1973 (прототип).