Широкополосный пьезопреобразователь Советский патент 1981 года по МПК H04R17/00 G01N29/04 

1

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может найти применение в области ультразвукового контроля материалов и изделий.

Известен широкополосный пьезопреобразователь для неразрушающего контроля, выполненный в виде пьезоэлемента с компланарными электродами tlj

Однако этот преобразователь недостаточно чувствителен.

Наиболее близким по технической .сущности к изобретению является широкополосный пьезопреобразователь, содержащий компланарные электроды и пьезоэлемент, поляризованный перпендикулярно электродам 2 ,

Недостатками этого устройства являются невысокий коэффициент электромеханического преобразователя, а тэкже большие боковые лепестки диаграммы направленности. Под разными электродами преобразователя возн1 кает акустическое давление разных знаков, в результате эти противофазные волны давления после излучения в (исследуемый объект и возвращения на преобразователь частично компенсируются. Это приводит к уменьшению коэффициента преобразования. -Кроме того, (также из-за противофазности излучаемых волн давления) диаграмма направленности имеет большие боковые лепестки. В результате ухудшаются основные параметЕид тех приборов, где применяется этот пьезопреобразователь.

Цель изобретения - повышение коэффициента электромеханического преоб10разования и уменьшение уровня боковых лепестков диаграмьФа направленности.

Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлемент выполнен в виг де двух параллелепипедов, поляризованных во взаимно противоположных направлениях и скрепленных друг с другом по боковой поверхности, причем электроды парами нанесены на тор20цы параллелепипедов в виде параллельных полос, которые попарно через один электрически замкнуты накоротко.

На чертеже схематически изображен

25 а - предлагаемый пьезопреобразователь, б - график распределения излучаемого акустического давления на его рабочей поверхности.

Преобразователь состоит из двух 30 параллелепипедов 1 и 2, поляризованных, как показано стрелками, во взаимно противоположных направлениях и разделенных слоем клея 3. Две пары электродов 4,5 и 6, 7 соединены попарно и нанесены на рабочую поверхность преобразователя.

Преобразователь работает следующим образом.

После передачи на электроды электрического напряжения на рабочей поверхности пьеэоэлемента за счет пьезоэффекта возникает акустическое давление, график распределения которого представлен на фиг. 1б, Синфаная волна давления максимальной амплитуды, возникающего в центральной части преобразователя под электродами 5 и б , излучается в исследуемый объект, отреикается там, например от внутреннего дефекта, и возвращается на эти же электроды. Поскольку это давление синфазно и поэтому взаимно не компенсируется, преобразователь обладает большим коэффициентом электромеханического преобразования Волна давления значительно меньшей амплитуды и противоположной полярности, возникающая под электродами 4 и 7, фокусирует основную волну, возникающую под электродами 5 и 6, .в более узкую и слоборасходящуюся. В результате сужается основной лепесток и уменьшаются боковые лепестки иаграммы направленности. Клеево зазор 3 препятствует прохождению

в

сдвиговых волн из правой половины преобразователя в левую, что резко уменьшает амплитуду помех, затрудняющих обнаружение основного сигнала.

Формула изобретения

Широкополосный пьезопреобразователь, содержащий компланарные электроды и пьезоэлемент, поляризованны перпендикулярно электродам, о т л и ч а ю щ и и с я тем,что, с целью повышения коэффициента электрмехайического преобразователя и уменьшения уровня боковых лепестко диаграммы направленности, пьезоэлемент выполнен в виде двух параллелепипедов, поляризованных во взаимно противоположных направлениях и скрепленных друг с другом по боковой поверхности, причем электроды парами нанесены на торцы параллелепипедов в виде параллельных полос, которые попарно через один электрически замкнуты накоротко.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 652808, кл. G 01 N 29/04, 1978.

2.Королев С.В. Пьезоэлектрические преобразователи с поверхностным возбуждением. - Дефектоскопия 1978, 9, с. 1-3-19.

J