(54) ОБРАЗЕЦ АКУСТИЧЕСКОЙ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЫ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ НАКЛОННЫХ
1
Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при ультразвуковом контроле материалов и изделий для измерения ширины диаграммы направленности наклонных пьезоэлектрических преобразователей.Известен образец акустической нагрузки для измерения ширины диаграммы равленности прямых пьезоэлектрических преобразователей в эхо-импульсном варианте, выполненный в форме бруска, плоская поверхность которого служит для линейного перемещения преобразователя, прот., воположная плоской отражающая поверх- ность выполнена циликдричесжой, а образующая шшиндрической поверхности представляет собой функшпо, записанную и реализуемую графическим построением 1}20
Недостатком такого образца является узкая область его применения, обусловленная его геометрическими параметрами, не позволяющими измерять ширину днапПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
2
раммы направленности наклонных преоб - разователей.
Наиболее .близким. по технической сущности к изобретению является образец акустической нагрузки для измерения ш. рины диаграммы направленности наклонных преобразователей, содержащий отражатель с цилиндрической индикатриссой рассеяния и выполненшлй с плоской поверхностью Для перемещения по ней преобразовате-- лей 12..
Недостатком известного образпа является низкая точность аттестации преобразователей, обусловленных дифракционными искажениями в нем.
Цель изобретения - повышение точнооти аттестации преобразователей.
Поставлсншя цель достигается тем, I что в образце акустической нагрузки для измерения ширины диаграммы направленнрсти наклонных преобразователей, содержащем отражатель с цилиндрической индикатриссой рассеяния и выполненный с плоской поверхностью для перемещения no ней преобразователей, отражатель выполнен с циливдри1еской noBepxHocTbkj, а расстояние от точки ввода ультразвуковых колебаний, наименее удаленной от поверхности в направлении максимального угла ввода ультразвуковых колебаний, выбрано из условия нахождения цилиндричео кой поверхности в дальней зоне преобразо вателя, а форма образующей ципиндричеокой поверхности выбрана кз условия обео печения пропорциональности межДу линейным перемете {шем испытуемого преобраёователя и угловой координатной диаг-раммы направленности испытуемого преобразователя. На чертеже представлен образец акуотической нагрузки для измерения ширины диаграммы направленности наклонных пр& образователей. Плоская поверхность 1 образца акустической нагрузки служит для установления на ней испытуемого наклонного преобразователя 2 и ввода ультразвуковых колебаний в образец акустической нагрузки, а противоположная цилиндрическая поверхность 3 образца акустических нагрузок явпйется отражателем акуст чеоких эхо-сигналов. Определение координат образующей цилиндрической поверхности 3,образца акустической нагрузки схематично показано на чертеже. Выбраны равномерные участки d линейного перемещения преобразователя по оси X на плоской поверхности 1 образца акустической нагрузки, соответствующие приращению угловой координаты До. Из концов отрезков Q точки Аб, А, AI, А) опушены лучи АО А N , А. г составляющие с нормалью к пйосжой поверхности 1 образца акинетической нагрузки углы соответственно nax wax ° waxi -iAorXv c,x-3Aot координаты диаграммы направлен ности. Расстояние по лучу, соответствующее угловой координате диаграммы направленности, задается заранее, равнным значению Ъ , удовлетворяющим условию нахождения точки NO в дальней зоне ультразвукового поля. Величина утл еС должна соответствовать МЕксвмальнс му значению угловой координатьГ диаграм мы направленности. С ростом координаты X зрачение угловой координаты должно падать до величины i-,Vi,, соответствующей {минимальному значению yi ловой координаты. При таком выборе координат все точки отражающей поверхности будут лежать в дальнем поле наклонного npeo6 i разователя 2. На точки No опущены перпендикуляры к лучам АО NO и , до пересечения с лучом Ал N из точки N опущен перпендикуляр к лучу А М до пересечения с лучом А N , у точки N/i - перпендикуляр к лучу до пересечения с лучом А-, М соответIЪственно, из точки N-f опушен перпендикуляр к лучу А-2 М, до пересечения с лучом , из точки MS. опущен перпендикуляр к лучу , до пересечения с лучом А N Из геометрических построеНИИ получаются следующие значения координат: для точки NO, ХЫо-О, V -bCOSci. Для точек NK,NK .,- и координаты соответственно равны . i-y., .t -uol-tKM v: E5sWL ° vnax Cos );, ,ах -ло1-Кла) +rCOS cosM. o-yyiax о)- Ct -tTiQx u.dL - К uoL) NK-, SiHa cosCc.) xl. --X OSt ynax+ -Cu ot; -hQcos (lfwax-K ot) , VNy,..COSC(iwaK-.KA) NK. .co Uniaif - -«acosCdl.ay (.Yno ) Таким образом, при изготовлении образца заданных параметрово у а ., Ло/, Q, и, Ъ по рассчитанным координатам Xjg и YN профиль цилиндрической поверхности представляет ломаную линию ,,.. . Wj,Для увеличения точности определения координат цилиндрической поверхности 3 образна акустической н рузки не обход мо увеличивать число vi малых участков . разбиения, при этом величины а и будут пропорционально уменьшаться для заданного диапазона углов -roiy Начиная с некоторой величины yi, профиль тшвндрической поверхности 3 образца акустической нагрузки получается пла&йый и непрерывный, причем отклонение расстояния от требуемого, исходя из пропорциональности линейного nepeMemetran испытуемого наклонного преобразователя 2 угловой координаты его диаграммы направленности, по любому лучу А Ny, , составляющему с нормалью плоской поверх- 5 ности 1 угол (..), не превышает значения лг„ -- Vc NV,-VNV, )(XNV,- XN Образующая цилиндрической поверхности 3 может быть выполнена с любой напе ред заданным значением величины , для любого значения угловой координаты. , При измерении диаграммы направленности наклонный преобразователь 2 перемещают по плоской поверхности 1 образца акустической нагрузки по линии, совпадаю щей с координатой X и лежащей в плоскос ти, образованной акустической осью нак- лонного преобразователя и нормалью к его рабочей поверхности, которые проходят через точку ввода ультразвуковых колебаний в образец акустической нагрузки. Излучаемый наклонным преобразователем 2 акустический сигнал проходит через образец акустической нагрузки, попадает на цилиндрическую поверхность 3, отражается от нее и возвращается обрат но на наклонный преобразователь в виде эхо-сигнала. Когда акустическая ось наклонного преобразователя 2 при перемещении будет являться нормалью к цилиндрической поверхности 3, то амплитуда эхо-сигнала будет максимальна. Перемещая наклонный преобразователь 2 по оси X вправо и влево от положения, где эхо-сигнал максимальный, измеряют шири ну направленности на любом уровне. Так как данная поверхность является одновременно отражающей поверхностью, то в образце акустической нагрузки отсутствуют паразитные эхо-сигналы, а амплитуда эхо-сигнала значительна по ве личине, что позволяет исключить часть
усилительных блоков в электронной схеме измерительной установки, тем самым снизить уровень шумов. Таким образом, образец акустической нагрузки позволяет увеличить точность .,;аттестащп1 наклонных преобразователей. Формула из. обретения Образец акустической нагрузки для измерения ширины диаграммы направленнооти наклонных преобразователей, содержащий отражатель с цилиндрической и|здв катриссой рассеяния и выполненный с плоской поверхностью для перемещения по ней преобразователей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности аттестации преобразователей, отражатель выполнен с цилиндрической поверхностью, а расстояние от точки ввода ультразвуковых колебаний, наименее удаленной от этой поверхности в направлении максимального угла ввода ультразвуковых колебаний, выбрано из условия нахождения цилиндрической поверхности в, дальней зоне преобразователя, а форма об- разующей цилиндрической поверхности выбрана вз условия обеспечения пропорцйб нальности между линейным перемещением испытуемого преобразователя и угловой координатой диаграммы направленности испытуемого преобразователя. Источники информации, принятые во ВИИ Mamie тфи экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР по заявке № 2788637/25-28, кл. G01 N 29/О4, 15.О1.80. 2. Контроль неразрушающей. Преобразователи ультразвуковые. Основные параметрал и методы их измерений. ГОСТ 23702-79, п. 4, 5, 2, с. 27-31 (прототип)..
