Ультразвуковой преобразователь

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю. Цель изобретения - повышение чувствительности. В процессе контроля пьезоэлемент 2 излучает ультразвуковые импульсы через протектор 4 в контролируемое изделие и принимает сигналы, отраженные от границы раздела сред с разным акустическим сопротивлением, по параметрам которых определяют контролируемые параметры. Выбор толщины протектора с учетом модулей Юнга материалов протектора и пьезоэлемента и толщины последнего обеспечивает в процессе излучения и приема максимальное растяжение протектора 4, превышающее радиальное растяжение пьезоэлемента 2, что приводит к увеличению амплитуды излучаемых и принимаемых сигналов. Выполнение демпфера 3 из 30-50 пластин слюды толщиной 0,035- 0,015 мм, размещенных параллельно нерабочей поверхности пьезоэлемента, обеспечивает хороший отвод излучаемых этой поверхностью ультразвуковых колебаний , это увеличивает крутизну заднего фронта излучаемых и принимаемых ультразвуковых импульсов 1. 1 ил. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ(УБЛИК (я)л G 01 N 29/24

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

i °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ”.::;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21) 4071639/28 (22) 25,02.86 (46) 23.12.92. Бюл. N 47 (72) Н.С.Беляева, Ю.Б.Горбаткин, Е.И.Курьянова и А.А.Свицын (56) Гурвич А.К. и Ермолов И.Н. Ультразвуковой контроль сварных швов. Киев; 1972, с.44. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю. Цель изобретения — повышение чувствительности. В процессе контроля пьезоэлемент 2 излучает ультразвуковые импульсы через протектор 4 в контролируемое иэделие и принимает сигналы, отраженные от границы раздела сред с разным акустическим сопротивлением, по па„„5U„„1387657 А1 раметрам которых определяют контролируемые параметры. Выбор толщины протектора с учетом модулей Юнга материалов протектора и пьезоэлемента и толщины последнего обеспечивает в процессе излучения и приема максимальное растяжение протектора 4, превышающее радиальное растяжение пьезоэлемента 2, что приводит к увеличению амплитуды излучаемых и принимаемых сигналов, Выполнение демпфера

3 из 30-50 пластин слюды толщиной 0,035. 0,015 мм, размещенных параллельно нерабочей поверхности пьезоэлемента, обеспечивает хороший отвод излучаемых этой поверхностью ультразвуковых колебаний, это увеличивает крутизну заднего фронта излучаемых и принимаемых ультразвуковых импульсов 1. 1 ил.

1387657

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии изделий и измерения уровня и расхода жидких сред.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

На чертеже изображен ультразвуковой преобразователь, разрез..

Ультразвуковой преобразователь содержит корпус 1 и размещенные в нем пьезоэлемент 2 и соединенные с последним жестко демпфер 3 и протектор 4. Причем демпфер выполнен из 30-50 пластин слюды толщиной 0,035Ю,015 мм, размещенных параллельно поверхности пьезоэлемента, а толщина дпр протектора выбрана из условия

Dnp = (0,2 - 0,5) < " "dn, (1) пр где dn — толщина пьезоэлемента;

En, Enp — модули Юнга материалов пьезоэлемента и протектора соответственно. .Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом.

При подаче на пьезоэлемент 2 ультра20

25 звукового преобразователя электрического импульса пьезоэлемент совершает толщинные колебания, которые вызывают прогиб и растяжение протектора 4. Возникающие в пьезоэлементе радиальные колебания вследствие жесткого соединения et.o с протектором вызывают касательное к поверхности пьезоэлемента 2 усилие, вызывающее вследствие полнения условия (1) увеличивается. По параметрам, минимальных с пьезоэлемента

2 электрических сигналов определяют параметры обнаруженного дефекта.

Выполнечие демпфера 3 из пластин слюды, акустическое сопротивление которой близко к акустическому сопротивлению

Составитель

Техред M,Моргентал

Корректор M. Куль

Редактор

Заказ 567 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 выполнения условия (1) дополнительное растяжение протектора 4, что увеличивает 3"-. амплитуду ультразвуковых колебаний, излучаемых в контролируемое изделие (не показа.но), Отраженный от границы раздела сред с разными акустическими сопротивлениями, например дефекта, ультразвуковой сигнал 40 возвращается на пьезоэлемент 2 через протектор 4. где его амплитуда вследствие выпьезоэлемента, обеспечивает лучший отвод в него излучаемых не рабочей поверхностью пьезоэлемента 2 в процессе его работы при излучении и приеме ультразвуковых сигналов, которые быстро затухают вследствие слоистости слюды и выбора толщины и количества ее пластин согласно изобретению, Выбор количества пластин слюды больше

50 не дает положительного эффекта, а при выборе количества пластин слюды меньше

30 ультразвуковые сигналы затухают в нем не полностью и частично возвращаются на пьезоэлемент, что приводит к затягиванию заднего фронта излучаемых и принимаемых сигналов.

Условие (1) для выбора толщинь протектора получено экспериментально.

При использовании ультразвукового преобразователя для контроля в низкотемпературных средах протектор следует изготавливать из материала с температурным коэффициентом бпр линейного расширения, выбранным из экспериментально полученного условия

dnp =(0,8- 1,2) бп, где dn — температурный. коэффициент линейного расширения пьезоэлемента, что позволяет избежать разрушения пьезоэлемента и контактного слоя между ним и протектором, Таким образом, ультразвуковой преобразователь обладает высокой чувствительностью, Формула изобретения

Ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус. размещенные в нем пьезоэлемент и соединенные с последним жестко демпфер и протектор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что. с целью повышения чувствительности. демпфер выполнен из 30-50 пластин слюды с толщиной 0,035+0,015 мм, размещенных параллельно поверхности пьезоэлемента, а толщина dnp протектора выбрана из условия напр = (О -2 - 0,5} д и, Еп

Епр где dn — толщина пьезоэлемента;

Еп, Enp — модули Юнга материалов пьезоэлемента и протектора соответственно.