Широкополосный пьезопреобразователь

 

Изобретение относится к ультразвуковым методам контроля. Цель - повышение чувствительности без увеличения габаритов. Пьезопреобразователь содержит пьезоэлемент 1 с электродами 2 и 3, расположенными на плоских рабочей и тыльной поверхностях пьезоэлемента соответственно. Демпфер 4 выполнен в виде усеченного конуса и имеет минимальный диаметр в основании, жестко связанном с электродом 3 тыльной поверхности пьезоэлемента 1. Угол раскрыва конуса демпфера α составляет 1,5-5°, а поверхность свободного торца демпфера образует с плоскостью его продольного сечения угол β=30°. Диаметр пьезоэлемента равен диаметру обращенного к нему основания демпфера. Излучаемая пьезоэлементом ультразвуковая волна попадает в демпфер и затухает в нем, не возвращаясь на пьезоэлемент.

ОЮ 00

А1 (g))g В 06 В 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМЙТЕТ

А0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) . 4340860/24-10 (22) 10,12,87 (46) 07.06.90. Бюл. У 21 (71) Каунасский политехнический институт им.Антанаса Снечкуса (72) А.А.Владишаускас, П.-Б.П.Милюс, и Л.В.Якявичюс (53) 620.179.16(088.8) (56) Дамаркас В.И., Кажис P.-И.Ю.

Контрольно-измерительные пьезоэлектрические преобразователи. — Вильнюс, Минтис, 1975, с.208.

Королев M.В. Эхо-импульсные толщиномеры. М.: Машиностроение, 1980, с.49 °

2 (54) Ц1ИРОКОПОЛОСНЫЙ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к ультразвуковым методам контроля. Цель повышение чувствительности без увеличения габаритов. Пьезопреобразователь содержит пьезоэлемент 1 с электродами 2 и 3, расположенными на плоских рабочей и тыльной поверхностях пьезоэлемента соответственно. Демпфер 4 выполнен в виде усеченного конуса и имеет минимальный диаметр в основании, жестко связанном с электродом 3 тыльной поверхности пьезоэлемента 1. Угол раскрыва конуса.дем-.

1569036

Пфера ð6 составляет 1,5-5, а по. верхность свободного. торца демпфера образует с плоскостью его продольно го сечения угол 30 . Диаметр пьезоэлемента равен диаметру обрацен5

Изобретение относится к ультразвуковым неразрушающим методам контроля и может. быть использовано в дефектоскопии, в измерениях физико-механических величин материалов, 15

Целью изобретения является повышение чувствительности пьезопреобразователя без увеличения его габаритов.

На чертеже изображена схема пьезопреобразователя. 20

Пьезопреобразователь содержит пьезоэлемент 1 с электродами 2 и 3, рас. положенными на плоских рабочей и тыльной поверхностях пьезоэлемента соответственно. Демпфер 4 выполнен 25 в виде усеченного конуса и имеет минимальный диаметр в основании, жестко связанном с электродом 3 тыльной поверхности пьезоэлемента 1. Угол раскрыва конуса демпфера М составляет

1,5-5, а поверхность свободного торо

Па демпфера образует с плоскостью его продольного сечения угол P = 30, Демпфер пьезоэлемента равен диаметРу обращенного к нему основания демп- 35 фера.

Сущность изобретения заключается в том, что конструкция демпфера позволяет организовать волновой процесс внутри него таким образом, что 40 ультразвуковой сигнал, отраженный от свободного торца демпфера, не попадает на пьезоэлемент, а возвращается обратно в тыльную часть демпфера.

Широкополосный пьезопреобразователь работает следующим образом.

Излучаемая пьезоэлементом ультра звуковая волна распространяется вдоль демпфера до поверхности его свободного торца, где отражается и Многократными отражениями от боковых поверхностей начинает возвращаться к пьезоэлементу. После каждого отражеНия путь прохождения ультразвуковой волны вдоль конуса к пьезоэлементу (сужающийся конус) уменьшается и до55 стигает области, когда волна начинает возвращаться в тыльную часть демпфера так,и не достигнув пьезоэлемен7 ного к нему основания демпфера. Излучаемая пьезоэлементом ультразвуко-" вая волна попадает в демпфер и затухает в нем, не возвращаясь на пьезоэлемент. 1 ил. та. Как показано на чертеже, имеется различие в пути прохождения ультразвуковых волн. Если волна излучается левым краем пьезоэлемента (прямая линия на чертеже), то она проходит . наиболее длинное расстояние и возвращается обратйо при наибольшем приближении к пьезоэлементу. Волна, излу. чаемая правой стороной пьезоэлемента, (пунктирная линия на чертеже), воз- .. вращается в тыльную часть демпфера примерно с середины его, Такой волновой процесс внутри демпфера имеет место, если соблюдаются угол раскрытия конуса.(угол М ) и угол среза плоскости (угол P). При значениях (3<30 необходимо удлинить демпфер, так как при отражениях ультразвуковая волна возвращается на пьезоэлемент в виде реверберационных шумов.При значениях о

Р > 30 ультразвуковая волна после нескольких отражений в тыльной .части демпфера попадает на пьезоэлемент.

Увеличение чувствительности в преобразователе согласно изобретению достигается за счет уменьшения реверберационных шумов в нем.

Ф о р м у л а и з о б р е r е н и я

Широкополосный пьезопреобразователь, содержащий пьезоэлемент с электродами и демпфер в виде конуса, причем электроды расположены на рабочей и тыльной поверхностях пьезоэлемента, а демпфер жестко связан основанием с электродом тыльной поверхности пьезоэлемента, диаметр которого равен диаметру основания демпфера, о т— л и ч а ю щ и и с .я тем, что, с целью повьш ения чувствительности без увеличения габаритов, демпфер выполнен в виде усеченного конуса и имеет минимальный диаметр в основании, связанном с электродом тыльной поверхности пьезоэлемента, причем угол раскрыва конуса демпфера составляет

1,5-5, а поверхность свободного торца демпфера образует с плоскостью его продольного сечения угол 30 .