Ультразвуковой преобразователь Советский патент 1981 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контррлю и может быть использовано для контроля качества из делий. Известны устройства для ультразвукового контроля, содержащие пьез пластину, демпфер и конечное число переходных акустических слоев и линий задержки меязду пьезопластиной и рабочей поверхностью преобразователя, KOTOiHje плотно соединяются друг с другом и закрепляются в корпусе 1|. Недостаток подобных устройств за ключается в том, что расхождение пучка ультразвуковых волн приводит к объемной реверберации ультразвука в изделии и в самом преобразователе появляющейся как за счет отражений пучка, так и за счет возбуждения и отражений различных типов и форм колебаний. Известен ультразвуковой преобразователь, состоящий из пьезопластины и акустической линзы, создающую клин под пьезопластиной, причем одной стороной клин контактирует с пьезопластиной, а Другой - с поверх ностью изделия РЗ- ОднакЬ такое устройство имеет высокий уровень шумов на входе, причиной которых являются объемная и структурная реверберация сигналов в акустической призме и в изделии. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и увеличение чувствительности контроля. Поставленная цель достигается тем, что преобразователь снабжен трансформатором типов волн с рабочей поверхностью, ориентированной относительно пьезопластины под углом возбуждения поверхностных волн. Акустическая призма разделена звукоизолятором на две части, а в TpaHqформаторе выполнен звукоизолирующий надрез, расположен тай от рабочей поверхности не менее чем на одну длину поверхностной волны. На чертеже схематично изображен ультразвуковой преобразователь, работающий как прямой искатель при эхо-методе. Пунктирными стрелками обозначены сигналы структурной реверберации, сплошными - центральный локационный путь в режимах излучения и приема, штрих-пунктирными - сцгнашы отраженных Объемных волн.

Преобразователь состоит из пьезопластины 1, части призмы 2, примыкающей к пьезопластине, трансформатора 3 типов волн, звукоизолятора 4, звукоизолирующего надреза 5 и части призмы 6, примыкающей к изделию 7.

Преобразователь работает следующ образом.

Пьезопластина 1 излучает пучок объемных волн в призму 2 под углом возбуждения поверхностной волны в трансформаторе 3. Далее поверхностная волна распространяется по рабочей поверхности трансформатора 3 и излучается в призму 6 и далее в изделие. В йзделии волна отражается от дефекта 8, а также от поверхност изделия и границ кристаллов в материале и возвращается к преобразователю. Трансформатор допускает тольк такой локационный путь импульсов, который приближается к лучевому пути, определяемому законами отражения и преломления плоских волн на границах раздела сред.

Высокая угловая избирательность возбуждения поверхностных волн существенно снижает уровень объемных и структурных помех, поступакадих из изделия, поскольку в призму 2, при.мыкающую к пьезопластине, могут попасть лишь помехи, направление распространения которых совпадает с направлением локационного пути с отклонением, не более З-Ю. Поле этих помех является ненаправленным и вероятность их проникновения к пьезопластине невелика. В качестве трансфорчйатора используется любое твердое тело, в котором на границе раздела с призмой возникает поверхностная волна.

В трансформаторе звукоизолирующий надрез 5 выполнен таким образом что толщина подповерхностного слоя на рабочей поверхности трансформатора больше длины поперечной волны

в срезе и не содержит неоднородностей во избежание существенного отражения поверхностной волны. Звукоизолятор 4 делит призму на две части.и не пропускает отраженные объемные волны в призму 6, примыкающую к изделию 7.

Преобразователь эффективен в качестве приемника сигналов акустической эмиссии, поскольку соответствующим выбором угла наклона рабочей поверхности трансформатора можно выделить один тип принимаемых волн (например поверхностных) из смежного общего сигнала акустической эмиссии.

Формула изобретения

1.Ультразвуковой преобразователь состоящий из пьезопластины и акустической линзы, отличающийс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и увеличения чувствительности контроля, преобразователь снабжен трансформатором типов волн с рабочей поверхностью, ориентированной относительно пьезопластины под углом возбуждения поверхностных волн.

2.Ультразвуковой преобразователь по П.1, отличающийс я

1тем, что акустическая призма разделена звукоизолятором на две части, а в трансформаторе выполнен звукоизолирую1ций надрез, расположенный от его раьочеи поверхности не менее чем на одну длину поверхностной волны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ермолов И.Н. Методы ультразвуковой дефектоскопии. 1967, с. 122-12

2.Шрайбер Д.С. Ультразвуковая дефектоскопия. 1965, с. 203-209 (прототип). .