Ультразвуковой преобразователь

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SUÄÄ 1201752 д (594 G. 01 N 29/04

ОПИСАНЙЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ1ТИЙ (21) 3714292/25-28 (22) 20.03.84 (46) 30.12;85. Бюл. Ф 48 (71 ) Волгодонское производственное объединение атомного энергетического машиностроения "Атоммаш" .им. Л.И.Брежнева (72 ) Г.А.Кузьмин и А.Г.Егоров (53) 620 179.16(088.8) (56) Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Под ред. И.П.Голяминой. М.:

Советская .энциклопедия, 1979, с.284.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1022053, кл. G Ol N 29/04, 1982. (54)(57) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАTEJIb содержащий волновод с плоским малым основанием в виде круга и пьезоэлементы с электродами, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при контроле полых изделий с криволинейной поверхностью, волновод. выполнен в виде трех соосных усечен-: ных полых конусов с общим малым основанием и большими основаниями, огра-. ниченными сферической поверхностью, центр которой совмещен с центром малого основания, пьезоэлементы размещены на больших основаниях, причем углы наклона образующих конусов выбирают из условий . обеспечения приема .продольных, поперечных и поверхностных волн.

120! 752

25

Ct ьолн

Cos9 e

С!и 6 °

Соз g . Се бои. оз

С,„!

C 9

1t й.„

СФ. 60лк

СОЯ 8it = — —- и!

Cos 8 = Cost (у 2

Cos 8„1,! „9

СОБ @и) э

СОЯ 6 и!61 !

СОЯ gg)) у

С 6.

С иц

50 где С1, С, Ср„ — соответственно и5У ° и! скорости распространения в материале изделия продольных, поперечных, поверхностных волн;

С 6 „„ - скорость распространения 55 в волноводе поперечных волн.

Углы О„, У„ „, для толстостенноЩМ "Я

ro полого изделия с цилиндрической

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения координат источников сигналов. акустической эмиссии в толстостенных сосудах, например в атомном и энергетическом машиностроении.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

На.чертеже изображена схема конт10 роля изделия с помощью ультразвукового преобразователя.

Ультразвуковой преобразователь содержит валновод, выполненный в виде трех соосных усеченных конусов 1 - 3 с общим малым плоским основанием в виде круга и большими основаниями, ограниченными сферической поверхностью, центр которой совмещен с центром малого основания, и пьезоэлементы 4 - б, размещенные на больших основаниях конусов и поляризованные для приема поперечных колебаний, с электродами, нанесенными на поверхности пьезоэлементов, совпадающие с продолжением образующих конусов волновода. Углы 9 у, &gal

1 наклона внутренней и наружной образующих конуса 1 выбраны из условий обеспечения приема продольной волны; углы 8,, 8 наклона внутренней и наружной образующих конуса 2 - из условий обеспечения приема поперечных волн; углы

g, g,q наклона внутренней и наружной образующих конуса 3 — из условий обеспечения приема поверхностных волн поверхностью определяют следующим образом.

В плоскости, перпендикулярной продольной оси цилиндрическрй поверхности изделия, из точек пересечения этой поверхности с наружной окружностью основания волновода проводят касательные к внутренней поверхности иэделия и окружности, радиус которой меньше радиуса наружной поверхности иэделия на длину волны низкочастотной границы спектра принимаемой поверхностной волны.

Построенные таким образом касательные ограничивают области в изделии, где распространяются продольные и поперечные волны, которые могут быть приняты данным ультразвуковым преобразователем. Поверхностные волны распространяются в поверхностном слое изделия толщиной Д

Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом.

Сигналы акустической эмиссии,распространяющиеся в изделии от источника акустической эмиссии, попадают на поверхность основания волновода, где преломляются. Вследствие выбора углов наклона образующих конусов согласно закону Снелиуса (условия (1)j продольная волна при ее наличии после преломления на границе изделиеволновод распространяется в виде поперечной волны в конусе 1 и принимается соответствующим пьезоэлементом, поперечная волна из изделия рас-.„ пространяется в конусе 2 в виде поперечной волны, поверхностная — в виде поперечной в конусе 3 и также принимаются соответствующими пьезоэлементами. Электрические сигналы с пьезоэлементов поступают в каналы обработки информации. Разместив на поверхности изделия по известной схеме несколько аналогичных преобразователей, можно за счет раздельного приема продольных, поперечных и поверхностных волн обнаружить источники акустической эмиссии, расположенные как на поверхности изделия, так и на различной глубине, и с высокой точностью определить их местоположение.

Таким образом, ультразвуковой преобразователь обладает более широкими функциональными возможностями по сравнению с прототипом, который позволяет принимать только сигналы поверхностных волн.

1201752

Составитель М,Андреева

Техред Ж.Кастелевич

Корректор Л. Ьалипенко

Редактор Н,Горват

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 7998/45 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5