Преобразователь сигналов акустической эмиссии Советский патент 1983 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к неразрушающему .контролю материалов и может быть использовано для обнаружения дефектов в материалах. по сигналам акустической эмиссии.

Известен преобразователь волн Рзлея или Лэмба клинового типа, содержащий круг- лую поляризованную по толщине .пьезопластину, установленную на грани клина под углом к рабочей поверхности-преобразователя Щ.

Недостатком его является узкая направлен- j ность приема сигналов, обусловленная принципом действия преобразователя, основанного на законе преломления поверхностной волны в. продольную в материале клина. Наиболее близким по технической сущности

к изобретению является преобразователь сигналов акустической эмиссии, распространяющихся в материале в виде волны Рэлея или Лемба, содержащий круглую поляризован- 20 ную по толщине пьезопластину, одна из торцовых поверхностей которой является рабочей поверхностью. Преобразователь обладает круговой диаграммой направленности 2.

Недостатком его является малая чувствительность к сигналам, распространяшцимся в виде волн Рэлея или Лэмба, обусловленная тем, что при произвольном выборе материала пьезо-Пластины не обеспечивается максимальная чуВ ствительность, наблюдающаяся в том случае, если волна принимаемой мода1 трансформируется в пьезопластине в преломлени ао под углом 45° сдвиговую волну.

Цель изобретения - повышение чувствительности при сохранении круговой диаграммы направленности.

Цель достигается тем, что в преобразователе сигналов акустической эмиссии, распрострмяющихся в материале в виде волн Рэлея или

15 Лэмба, содержащем круглую поляризовагшую по толщине пьезоппастину, одаа из торцовЫ1( поверхностей которой является рабочей поверхностью пьезопластина выполнена из материала, скорость распространения сдвиговых волн в котором 0,7t6,2 скорости принимаемой волны Рэлея или Лэмба.

На чертеже представлена схема преобразователя. Преобразователь, содержит круглую поляризованную по толщине пьезопластину 1, на торцовых поверхностях которой расположены электроды 2 и 3. Преобразователь работает следующнм разом. При возникновении и развитии дефектов в контролируемом объекте 4 генерируются волны акустической эмиссии типа Рэлея или Лэмба, г при этом на электродах 2 и 3 Пьезопластины 1 возникает электрическое напряжение. Матери ал Пьезопластины 1, подбирается по отношению к материалу контролируемого объекта 4 с модь принимаемой волны так, чтобы отношение скорости распространения сдви говых волн в пьезопластине 1 к скорости распространения волны принимаемой моды в контролируемом объекте 4 составляло величину 0,7±0,2. При. этих условиях волна принимаемой моды трансформируется в пьезопластине 1 в преломленную под углом 45° сдвиговую волну, что соответствует максималь ной чувствительности к принимаемой волне при круговой диаграмме направленности. Так, пьезопластиной, вьшолненной из материала ЦТС-19 (скорость сдвиговой волны 210 м/с), хорошо принимается волна Рэлея из стали (скорость 2,9-10 М/с), так как угол преломления близок, к 45°. Однако при приеме из стальной пластины симметрия jt ной волны Лэмба нулевого порядка (скорость . около 5« 10 м/с при толщине стальной пластины меньше длины волны) пьезопластина из ЦТС-19 становится малочувствитеЯьной, так как угол преломления составляет 23. В то же время Пьезопластины из ниобата лития (скорость сдвиговой волны 3,5 «10 м/с) обеспечивает оптимальный прием из стали симметричной волны Лэмба нулевого порядка, так как угол преломления близок к 45°. Таким образом, данное устройство позволяет повысить достоверность акустико-эмиссионного контроля из-за повышения чувствительности при ненаправленном приеме волн типа Рэлея или Лэмба. Формула изобретения Преобразователь сигналов акустической эмиссии, распространяющихся в материале в виде волны Рэлея или Лэмба, содержащий круглую поляриэованную по толщине пьеэопластину,одНа из торцовых поверхностей которой является рабочей поверхностью, о т личающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, Пьезопластины вьшолнены из материала, скорость распространения сдвиговых волн в котором составляет 0,7±0,2 скорости принимаемой волны Рэлея или Лэмба. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Вакар К. Б. Акустическая эмиссия и ее применение для неразрушающего контроля ядерной энергетике. М., Атомиэдат, 1981), . 134-135. 2. Там.же, с. 134 (прототип). °