Устройство для фокусирования ультразвуковых колебаний Советский патент 1982 года по МПК B06B3/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОКУСИРОВАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

1

Изобретение относится к ультразвуковой технике, использующей сфокусированные акустические ксяебания,. и может найти применение преимущественно для исследования физико-механических свойств материалов и изделий, измерения вибраПИЙ и перемещений, а также в ультразвуковой дефектоскошга, медишгаской диагностике и физиотерапии.

Известны ультразвуковые фокусирующие,, устройства в виде пьезоэлектрических изогаутых излучателей с фокусировкой в точку и линию tilНедостатком таких фокусирующих иэлучагелей является трудность изготовления-, активных полусферических поверхностей больших волновых из-за недостаточной прочности пьезокерамкки и ограничений по точности вьшолнения толщины активного слоя двойной кривизны.20

Известно также устройство для фокуси- , ровки ультразвуковых колебаний, содержащее пвлиндрический излучатель и параболический рефлектор 2 .

Недостатки этого устройства - сложность в изготовлении и ограниченная область применения.

Наиболее близко к предлагаемому является устрюйство для фокусирования ультразвуковых колебаний, содержащее цилиндрический излучатель и размещенный соосно внутри него осесямметричный рефлектор с криволинейной образующей (рефлектор выполнен в виде сплощного параболического конуса из твердого материала)

3 .

Однако это устройство имеет ограниченную область применения и сложно в изготовлении.

Цель изобретения - расширение области применения и упрощение изготовления устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено регулятором давления, жестким основанием, упором, установленным в центре основания с возможностью осевого перемещения, при этом рефлектор выполнен в виде мембра3 97 ны из эластичного материала, герметично закрепленной на краях основания и опи рающейся центром на торец упора, а в основании выполнен канал, соединяющий подмембранное пространство с регуляторо давления. Эластичная мембрана вьтолнена с переменной по радиусу толщиной. : На -фиг. 1 изображено устройство для фокусирования ультразвуковых колебаний, общий вид, {в разрезе); на фиг. 2 - поперечное сечение диафрагмы с утолщением в центре; на фиг. 3 - то же, но с утолщением на краях. Устройство содержит цилиндрический излучатель. 1, защщценный электроакустИ ческим экраном 2, с подводящими электродами 3 и размешенные внутри излучателя и соосно с ним жесткое основание 4, упор 5, установленный в центре основания, и эластичную мембрану 6. Мембра на сатр&ется на упор 5, герметично закреплена по периметру основания 4, образуя герметичный объем 7, наружная поверхность которого является наружной стороной мембраны и представляет собой поверхность второго порядка. В основании выполнен канал 8, соединяющий подмембранное пространство с регулятором давления 9, Устройсоъо работает следующим образом. При подаче возбуждающего электрического напряжения на электроды 3 излучателя 1 последний излутЯает ультразвуковые колебания, которые, распространяясь в окружающей среде, достигают мембраны 6, отражаются от нее и фокусируются в точке Р , где и достигается высокая интенсивность ультразвука. Если же сместить по оси упор 5 или с помощью регулятора давления 9 изменить давление внутри герметичного объема 7, можно изменить как характер отражающей поверхности мембраны, так и степень ее кривизны. Достигается это за счет тззмеяеття степени натяжения отдельных участков мембраны. Так, например, при слабом ее . растяжении форма отражающей поверхности близка к сферической. Эта картина имеет место даже в том случае, когда давление внутри объема 7 равно давлению окружающей среды. 24 Меняя давление в объеме, можно увепичивать или уменьшать радиус кривизны поверхности. В общем случае возможно получение отражающей поверхности различных профилей (сферического, параболического. гиперболического, логарифмического и т. д) с различной степенью кривизны. Выбор того или иного конкретного варианта осуществляется в зависимости от задач, рещаемых устройством, путем перестановки упора 5, выбора мембраны 6 нужного поперечного сечения и подбора давления внутри объема 7. Благодаря этому значительно расширяется область применения устройства. Формула изобретения 1. Устройство для фокусирования ультразвуковых ксиебаннй, содержащее цилиндрический излучатель и размещенный соосно внутри него осесимметричный рефлектор с криволинейной образующей, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения и упрощения конструкции, устройство снабжено регулятором давления, жестким основанием и упором, установленным в центре основания с возможностью осевого перемещения, при этом рефлектор выполнен в виде мембраны )аз эластичного материала, герметично закрепленной на краях основания И опиракадейся дентром на торец упора, а в основании вьшсинен канал, соединяю5щий подмембранное пространство с регулятором давления. 2 Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что мембрана вьшолнена с переменной по радиусу толщиной. ИсточНЕЖИ информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Каневский И. И. Фокусирование звуковых и ультразвуковых вогга. М., Наука, 1977, с. 324-329. . .2. Патент США № 2617874, кл. 340-11, 1952. 3. Авторское свидетельство СССР № 697920, кл. G01N 9/04, 1979.

(раг.г