Пьезоэлектрический раздельно-совмещенный искатель Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

(S) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛЬНО-СОВМЕЩЕННЫЙ

ИСКАТЕЛЬ

Изобретение относится к измерите ной технике и может быть использова для исследования физико-механически свойств материалов, .в дефектоскопии а также в медицине Известен пьезоэлектрический искатель, содержащий корпус, пьезокерамическую пластину и механизм для перемещения пластины по оси излучат ля. Устройство обеспечивает получение сфокусированных ультразвуковых волн 1 , Недостатком устройства является малое быстродействие, что объясняет ся необходимостью механического перемещения отдельных узлов излучателя для изменения фокусного расстояния ультразвуковых волн. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пьезоэлектрический раздельно-совмещенный искатель, содержащий корпус с крышкой, расположенные в нем демпферы, акустически связанные с НИМИ ИСТОЧНИК И приемник ультразвуковых колебаний, и размещенные между ними акустический и электричес- , кий экраны 2. Недостаткам известного устройства являются малая чувствительность и разрешающая способность при исследовании объектов, находящихся на различных (или изменяющихся растояниях от искателя. Это объясняется тем, что он обеспечивает высокую чувствительность и разрешающую способность в точке фокусировки ультразвуковых колебаний, при этом фокусное расстояние .искателя является неизменным при неизменных элементах конструкции. По этой причине при исследовании объектов, находящихся на различных рас стояниях от искателя, часть объектов находится не в фокусе, чем снижается чувствительность и разрешающая . способность устройства. Цель изобретения - повышение чувствительности и разрешающей способности искателя путем управления фоку сировкой формируемых ультразвуковых колебаний. Указанная цель достигается тем, что искатель снабжен управляющим электромагнитом, расположенным между демпферами и крышкой корпуса, эластичными мембранами, связанными с кор пусом, одна, из которых контактирует с источником и приемником ультразвуковых колебаний и образует полость с сердечником электромагнита, а пространство между мембранами заполнено магнитной жидкостью. На чертеже приведен раздельно совмещенный искатель, разрез. Искатель содержит источник 1 и приемник 2 ультразвуковых колебаний, демпферы 3,-акустический эк ран Ц, электрический экран 5, катушку 6, сердечник 7 электромагнита, эластичные мембраны 8 и 9, магнитную жидкость 10, заполняющую пространство между мембранами, корпус11, выводы 12 приемника колебаний, выводы 13 источника колебаний, выводы Н подачи напряжения, питающего элек тромагнит, крышку 15 корпуса 11. Мем брана 9 контактирукяцая с источником ультразвуковых колебаний, образует полость 16 с сердечником электрома - нита, которая соединена с окружающей искатель воздушной средой. Искатель работает следующим образом. Электрический сигнал через выводы 13 поступает на источник 1 и преобразуется им в ультразвуковые колебания, которые фокусируются на исследуемом объекте линзой, состоящей и магнитной жидкости 10, эластичных мембран 8 и 9 и корпуса 11. Отразившиеся от объекта колебания проходят линзу, возбуждают приемник 2, преоб разуются в электрический сигнал и , через вывод 12 поступают на выход искателя. При включении электромагнита пут подачи напряжения на выводы 1 магнитная жидкость втягивается в полост 15, что приводит к прогибу эластич иых мембран 8 и 9. Изменяя силу ток протекающего через катушку электромагнита, регулируют степень изменения кривизны эластичной мембраны 8, Tie. изменяют фокусное расстояние линзы в процессе работы без механического взаимного перемещения излучателя и приемника. Существенное отличие предлагаемого искателя от известных искателей состоит в электрическом управлении положением фокуса формируемых акустических колебаний вместо известного изменения фокусного расстояния путем механического перемещения пьезокерамической пластины по оси излучателя, т.е взаимного перемещения его приемника и излучателя. Положительный эффект использования предлагаемого искателя заключается в повышении чувствительности и разрешающей способности путем электрического управления положением фокуса формируемых акустических колебаний и регулирование фокусного расстояния в зависимости от удаления искателя от исследуемого объекта При этом эффективность применения искателя возрастает при исследовании объектов, расположенных на различных расстояниях от искателя, или в случае изменения этих расстояний 8 процессе исследования. Формула изобретения Пьезоэлектрический раздельно-совмещенный искатель,содержащий корпус с крышкой, расположенные в нем демпферы, акустически связанные с ними источник и приемник ультразвуковых колебаний, и размещенные между ними акустический и электрический экраны, отличающийся тем, 4ToJ с целью повышения чувствительности и разрешающей способности искателя путем управления фокусировкой формируемых ультразвуковых колебаний он снабжен управлящим электромагнитом, расположенным между демпферами и крышкой корпуса, эластичными мембранами, свя-. занными с корпусом, одна из которых контактирует с источником и приемником ультразвуковых колебаний и образует полость с сердечником электромагнита, а пространство между мембранами заполнено магнитной жидкостью. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Каневский И.Н. Фокусировка звуковых и ультразвуковых волн. М., Наука, 1977, с. 327-329. 2.Авторское свидетельство СССР № 5999tl, кл. G 01 N 29/Oi, 1976 (прототип).