Ультразвуковой концентратор Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 B06B1/06 

Изобретение относится к о6лас к :. неразруыающих средств и методов кои-л троля и может быть использовано в. ультразвуковой дефектоскопии, в ме;дицинской технике, в ультразвуковойи диагнос-сичёской аппаратуре.

Известен ультразвуковой концентратор, .содержащий звукопровод, выполненный в виде полого конуса, и согласующую среду. Звукопровод в известном концентраторе помещен в .полый корпус,, а согласующая среда помещена в полость корпуса звукопровода 13. . : Недостатком известного концентратора является невозможность подбора оптимального соотношения излучаемой и регистрируемой энергии ультразвуковых колебаний, поскольку он может работать лишь в режиме излушния либо приема ультразвуковых колебаний.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путём; использования концентратора в качестве раздельно-совмещенного преобразователя ультразвуковых колебаний-.

Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой концентратор, содержащий звукопровод, выполненный в виде полого конуса, и согласующую

среду, снабжен цилиндрическими при1емными и передающими пьезоэлементами, примыкающими к согласующей среде, которая размещена между рабочей стороной пьезоэлементов и внешней стороной звукопровода,- а концентратор разделен на части по числу пьезоэлементов для обеспечения акустической изоляции последних.

10

На фиг.1 изображен концентратор, общий вид; на фиг.2 - то же, в составе .устройства для стимулирования биологически активных точек.

Ультразвуко.иой концентратор со15 .держит передающий 1 .и приемный 2 пьезоэлемент, согласующие среды 3 и звукопровод 4. Передающий и приемный пьезоэлементы 1 и 2 выполнены в виде полуцилиндров, например из

20 пьезокерамики.

Согласующая среда 3 выполнена из материала акустически согласованного с материалом звукопровода 4 и плотно примыкает к рабочим сторонам пьезозлементов (1 и 2) и внешней сто25роне звукопровода 4. Последний выполнен пустотелым, так как в передаче ультразвуковых колебаний участвует практически только его наружная сторона. Внутренная полость 5 использу30ется для крепящих элементов конструкции, например несущего болта 6. Весь концентратор снаружи разделен на части по числу пьезоэлементов пазё1ми 7, глубина которых монотонно убывает от большого основания концентратора к меньшему. Пазы 7 направлены вдоль образующей конуса звукопровода, причем они обеспечивают полную акустическую изоляцию пьезоэлементов 1 и 2, но максимальная толщина их на звукопроводе может быть ограничена не менее двух длин ЕОЛН ультразву ка в нем. При необходимости расположение па зов можно изменять с тем, чтобыони делили наружную поверхность концентратора в любом заданном отношении, н пример 1:2, 1:3 и т.д. Дополнительные элементы в конструкции концентра тором появляются в случае специфики его использования. Так, например, на несущем болте 6 при помощи гайки 8 крепится корпус 9 с расположенными на нем разъемами 10 для контактных проводов 11. На корпус 9 насаживается сменное упорное кольцо 12, благодаря которому можно регулировать величину выступающей части звукопровода и степень его прижатия к телу. Концентратор работает следующим образом.i Передающий пьезоэлемент 1 излучает в среду 3 продольные ультразвуковые волны под углом 9 к наружной поверхности звукопровода 4. Достигнув его поверхности они преобразуются в поверхностные волны и распространяются по наружной передающей части звукопровода 4. Угол S выбран достаточным ддя возбуждения поверхностной волны в материсше звукопровода 4. Большая часть ультразвуковой энергии сконцентрированной на верпшне звукопровода , переходи во внешнюю среду. ругая ее часть, обратно пропорциональная излучению, поступает в канал приема и по звукопроводу достигает приемного пьезоэлемевта 2. Передающий и приемный пьезоэлемент 1 и 2 можно менять местами или, если возбуждающее напряжение подавать на оба цилиндрических пьезоэлемента одновременно, можно только концентрировать ультразвуковую энергию на рабочем торце концентратора. Предложенный концентратор универсален. Акустическое разделение его в любом заданном отношении, например, 1:1, 1:2, 1:3 и т.д. позволяет получить оптимальные соотношения излучаемой и регистрируемой энергии ультразвуковых колебаний. Формула изобретения Ультразвуковой концентратор, содержащий звукопровод, выполненный в виде полого конуса, и согласующую среду, отличающийся, тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем использования концентратора в качестве раз- дельно-совмещенного преобразователя |ультразвуковых колебаний, он снабжен цилиндрическими приемными и передающими пьезоэлементами, примыкающими к согласующей среде, которая размещена между рабочей стороной пьезо-i элементов и внешней стороной звукопровода, а концентратор разделен на части по числу пьезоэлементов для обеспечения акустической изоляции последних. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2935678, кл. G 01 N 29/04, 1980 (прототип).