Преобразователь ультразвуковых колебаний Советский патент 1980 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к ультразвуко вой дефектоскопии и может быть применено при изучении физических свойств горных пород. Известен преобразователь ультразвуковых колебаний, содержащий звуко4од, выполненный в виде клина, имеющего ос новную грань, контактную грань и отражающую грань, расположенную под острым углом к основной и контактной гра- .ням, и пьезоэлемент, размещенный на основной грани 1 . Цель изобретения - обеспечить излучение в исследуемую среду продольных и поперечных колебаний без изменени я .контактных условий. Это достигается тем, что звуковод выполнен с дополнительной гранью, при мыкающей к основной и контактной граням, угол, образуемый допапнительной и отражающей гранями, равен углу межд последней и контактной гранью, а угол между основной и отражающей гранями {выбирают из соотношения e arcsin --sinbL. s где Vp и V - скорости распространения продольной и поперечной волн в мате- - -риале звуковода; Ы - угол, образованный дополнительной и отражающей гранями. Кроме того, звуковод выполнен из материала с коэффициентом Пуассона Y 03. На чертеже изобрамсен предлагаемый преобразователь ультразвуковых колебаний, общий вид. Преобразователь содержит звуковод 1, выполненный в виде клина, имеющего основную 2, контактную 3, отражающую 4 и дополнительную 5 грани. Отражающая грань 4 расположена под острым углом

.nrК основной 2 и контактной 3 граням. Преобразователь имеет также пьезоэлемент 6, размещенный на основной грани 2, U пьезоэлемент 7, установленный на дбпопнительной грани 5. Угол, образуемый дополнительной и отражающей гранями, равен углу йежду последней и кон тактной гранью, а угол между основной и отражающей гранями выбирают из соот j3 oircs)nl--sirVdl) , где VpHVg - скорости распространения продольной и поперечной волн ;в материале звуковод Ы - угол, образованный дополнительной и отражающей гранями. Звуковод выполнен из.материала с ко эффициентом Пуассона V 03, Преобразователь ультразвуковых коле баний работает следующим образом. Продольные колебания, возбуждаемые пьезоэлементом 6, установленным на основной грани 2, пода1бт на отражающую грань и преобразуются в поперечные колебания, которые Ъроходят под прямым углом в исследуемую среду. Продольные колебания от пьезоэлемента 7, установленного на дополнительной грани 5, также падают на отражающую грань, отража ются и проходят под прямым углом на контактную грань 3 в виде продольных колебаний и далее - в исследуемую среду. Ввод продольных и поперечных колебаний-в исследуемую среду осуществляет ся раздельно. Универсальность преобразователя, т. е. способность излучать и принимать как продольные, так и поперечные колебания при неизменных контактных услови ях, повышает точность и технологичност измерения. 90 4 Ф о р м у ri а . и 3 о б р е t е н и я 1. Преобразователь ультразвуковых колебаний, содержащий звуковод, выполненный в виде клина, имеющегоосновную грань, контактную rpaJHb и отражающую грань, расположенную под острым углом к основной и контактной граням, и пьезоэПемент, размещенный на основной грани, отл-ичающийся тем, что с цельЮ обеспечения излучения в исследуемую среду как поперечных, так и продольных колебаний без изменения контактных условий, звуковод выполнен с дополнительной гранью, примыкающей к основной и контактной граням, угол, образуемый .дополнительной и отражающей гранями, равен углу между последней и контактной гранью, а угол между основной и отражающей гранями выбирают из соот- .ношения % . -., ciircsm где VP и V - скорости распространения продольной и поперечной волн в материале звуковода; - угол, образованный дополнительной и отражающей гранями. ., 2. Преобразователь по п. 1, о т л и чающийся тем, что звуковод выполнен из материала с коэффициентом Пуассона ОЗ, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Gameson 5 HoscinsH. The .meo surement of snearrnoir-ie ree ociIles in sotids using сэГ)сз1.у po&ariz.ed ceramic. IrcunsducersQeophysics.. 1963,voe 28, № 1, p. 87-90 (прототип).