Датчик сдвиговых волн Советский патент 1981 года по МПК G01N29/04 

(54) ДАТЧИК СДВИГОВЫХ ВОЛН

I

Изобретение относится к неразрушающему контролю н может быть использовано для ультразвукового контроля изделий с помощью сдвиговь1х волн.

Известен датчик сдвиговых волн, содержащий ш езоизл)гчатель н волновод с вырезом, образующим прямой двухгранный угол и в который вставлен пьезоизлучатель 1.

Недостаток известного датчика заклю щется в том, что при его работе образуются продрль; ные волны.

Наиболее близким к изобретению по теяинческой сущности и достигаемому результату является датчик сдвиговых воли, содержащий призму и расположенный на одной ее стороне пьезопреобразователь 2.

Недостаток данного датчика заключается в его низкой чувствительности.

Целью изобретения является повышеше чувствительности датчика.

Эта цель достигается тем, что он снабжен П-образным волноводом, охватывающим призму и имеющим с ее поверхностями акустический контакт.

На чертеже представлен предложенный датчик сдвиговых волн.

Датчик состоит из пьезопреобразователя 1 продольных акустических волн, расположенного на призме 2. П-образный волновод 3 охватывает призму 2 и имеет с ее поверхностями акустический контакт. Призма 2 выполнена протяжен ной и на торцевой плоскости имеет поглотитель 4.

Датчик сдвиговых волн работает следующим образом.

10

Преобразователь 1 излучает в призму 2 пучок параллельных лучей продольных акустических волн, который, najJiaa под углом максимального возбуждения рэлеевских волн, образует в П-образном волноводе 3 рэлеевскую волну.

15 При этом отраженные от поверхности П-образного волновода 3 продольные волны падают на другую его поверхность, образуя рзлеевские волны. Этот процесс повторяется до полного исчезновения отраженных продольных волн. Ос20таточная энергия зтих волн поглощается поглотителем 4. Таким образом, вся энергия продольных волн, создаваемая пьезопреобразователем- 1, превращается в энергию рэлеевских волн, распространяющйхся по внутренней поверхности П-образного волновода 3. Рэлеевские волны при распространении встречают на своем пути препятствие, образованное выступом под утлом 90 к поверхности. В этом месте происходит трансформация рэлеевских волн в объемные сдв п-овые волны. Для обеспечения условий максимального возбуждения рэлеевских волн угол а выбирается из условия

С oLtcurcsin -тг 1

С-Й

где С - скорость продольных волн в призме CR - скорость рэлеевских волн в материале П-образного волновода. Материалы призмы и волноводы выбираются так, чтобы С Cg.

Предложенный датчик сдвиговых волн имеет больш5ао чувствительность, так как в нем проИСХОДИТ полная трансформация продольных волн в сдвиговые.

Формула изобретения

Датчик сдвиговых волн, содержащий призму и расположенный на одной ее стороне пьезообразователь, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, он снабжен П-образным волноводом, охватьшающим призму и имеющим с ее поверхностями акустический контакт.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Труды Всесоюзной Межвузовской конфе1Ж1ЩИИ по вопросам ультразвуковой спектроскопии, Каунас, 1969, с. 60-61 (прототип).