Способ ввода низкочастотных продольных ультразвуковых колебаний в изделие Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

(54) СПОСОБ ВВОДА НИЗКОЧАСТОТНЫХ ПРОДОЛЬНЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В ИЗДЕЛИЕ

I Изобретение относится к нераэрушяк11г|эму контролю и может быть использовано при осуществлении контроля качества изделий с помощью ультразвука. Известен способ ввода ультразвуковых колебаний в изделие, заключающийся в том, что в изделие через кон тактный слой, например, слой масла,, вводят ультразвуковые колебания во всем диапазоне частот и при произвольной ориентации пьезопластины СИ Однако этоФ способ не может быть использован при.прецизионных измерениях, поскольку от Фол14ины контактного слоя изменяется амплитуда и форма сигнала. Наиболее близким к изобретению по технической супшостн и достигаемому результату является-способ ввода низкочастотных продольных ультразвуковых колебаний в изделие, заключаюп ийся в том, что пьезоэлемент разме щают над поверхностью изделия, прикладывают к пьезоэлвменту возбуждающее электрическое поле и через контактную среду вводят в исследуемый объект ультразвуковые колебания t2 Известный способ не позволяет создавать в контролируемом издeлнн амплитуду первого полупериода, сравнимую с однополярной с мплитудой последующего полупериода. Значительное отличие амплитуды первого полупериода от однополярных последующих может привести к его потере при измерсзниях и создавать ошибку, особенно на низких частотах и в автоматическом режиме. Целью изобретения является повышение зффективности ввода за счет уменьшения между преобразователем и контролнруемым изделием в момент прохождения первого полупериода ультразвуковых продольных колебаний. Эта цель достигается тем, что согласно способу ввода низкочастотных продольных ультразвуковых колебаний в изделие заключающемуся в том, что пьезоэлемент размещгиот над поверхностью изделия, приклгихывают к пьезоэЛементу возбуждающее электрическое поле и через контактную среду вводят в исследуемый объект ультразвуковые колебания, прикладываемое к пьезоэлементу возбу)|здаю1аэе злектрическое поле в первый полупериод колебаний пьезоэлемента направляют встречно вектору поляризации пьазоэлемента, На Чертеже представлена схема осуществления способа авода низкоча тотных продольных, ультразвуковыхКо лебаний в изделие. Иэлучгиощий преобразователь i содержит корпус 2, пь зоэлемент з/ же ко связанный о прожектором 4, токоподводы 5, с помощью которых осуществляется подача зондирующего импульса. Между изделием Ъ и прожек тором 4 имеется зазор 7, величина которого равна d. По другую сторону изделия б располагают приемный преобразователь 8. Стрелками показаны направления поляризации пьезопластины Р и напряженности электрическо го поля Б в начальный момент времени. Способ ввода низкочастотных продольных ультраз-вуковых колебаний осуществляется следующим образом. В начальный момент времени (в первый период колебаний) воэбуадающее электрическое поле Е, прикладываемое к пьезоэлементу 3, подается встречно вектору его поляризации Е. В момент подачи этого электрического поля пьеэоэлемент 3. li прожектор 4 преобразователя 1 начинают приближаться к изделию б и между ними уме шается зазор d на величину 4 d. При этом э пьезозлементе 3 возникает волна разряжения, а в зазоре 7 - в(зл на сжатия. Через некоторое время на чикается смещение и поверхности изделия 6. Однако зазор7 между преобр зователем- 1 и изделием б уже уменьшился. Уменьшение зазора 7 приводит к увеличению его акустической прозрачности, и в изделии б возбудится первый полупериод ультразвуковых ко лебаний, амплитуда которого соизмер ма с амплитудами последую ф1х полупе риодов. Следовательно, при приеме сигнала, прошедшего изделие, надеЖ но фиксируется преобразователем 8 первый прлупериод ультразвуковых ко лебаний и соответственно повышается точность контроля. Для создания необходимой полярности электрического поля необходимо токоподводы 5 подклю чать к соответствующимклеммам возбуждаюиего генератЪра исходя из тог что полярность вырабатываемого зондирующего импульса каждого генератора известна и остается неизменной. Наибольшее изменение прозрачности слоя и, соответственно, амплитуды первого полупериода колебаний может быть достигнуто при минимгипьных зазорах между поверхностью преобразователя и изделием, когда величина Деформации возбуждгиощего преобразователя 1 и зазора 7 соизмерима. Это достигается лишь при ультразвуковом контроле в контактном варианте. Предлагаемый способ ввода низкочастотных .продольных ультразвуковых колебаний в изделие позволяет повысить эффективность их ввода за счет увеличения г мплитуды,первого полупериода ультразвуковых колебаний по сравнению с последующими, что обеспечивает повышение точности измерения времени прохождения ультразвуковы волн при работе на низких частотах. Формула изобретения Способ ввода низкочастотных продольных ультразвуковых колебаний в издехгие, заключающийся в том, что пьезоэлемент размещают над поверхностью изделия, прикладлвгиот к пьезоэлементу возбуждающее электрическое поле и через контактную среду вводят в исследуемый объедет ультразвуковые колебания,.обличающийся тем, что, с целью повышения эффективности ввода за счет уменьшения зазора, между.преобразователем и контролируемым иэделивк( в момант прохождения первого полупериода ультразвуковых продольных колебаний, прикладываемое, к пьезоэлементу возбуждающее электрнческое поле в первый полупериод колебания пьезоэлемента направляют встречно вектору поляризации пьезоэлемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Соколов B.C. ; фектоскопия материалов. Государственное энергетическое изд-во, 1961, с.157. 2.- Ультразвуковые преобразователи. Под ред. Е.Кикучи. М., Мир, 1972, с. 226-231 (прототип).