Ультразвуковой преобразователь

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной ультразвуковой технике. Цель изобретения - упрощение конструкции преобразователя. Преобразователь содержит корпус, в котором установлены дисковый пьезоэлемент и концентричные ему п, где п 2, 3, .., пьезоэлементов, образующих вогнутую излучающую поверхность , и узел изменения фокусного расстояния, выполненный в виде соосных корпусу концентричных втулок по числу пьезоэлементов , телескопически входящих одна в другую, и привода. Втулка наибольшего диаметра боковой поверхностью неподвижно закреплена в корпусе, на торцах втулок закреплены пьезоэлементы, противоположные торцы втулок закреплены на упругой шайбе, края которой зафиксированы в корпусе . Привод выполнен в виде коаксиально установленных ходовых винтов и п нажимных шайб, ходовые винты упираются посредством нажимных шайб в упругую шайбу со стороны, противоположной местам примыкания втулок. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 N 29/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4734183/28 (22) 01.09.89 (46) 07.05,92, Бюл, N 17 (71) Научно-исследовательский институт

"Квант" (72) С.Н,герак, B.А,Зенченко и С.Ю.Надеждин (53) 620.179.16.(088,8) (56) Матаушек И, Ультразвуковая техника.—

M„ Металлургия, 1962, с. 311 — 312, рис. 190.

Патент Великобритании

N 2030297, кл. G 01 N 29/00, 1980. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной ультразвуковой технике, Цель изобретения — упрощение конструкции преобразователя. Преобразователь содержит корпус, в котором установлены

Изобретение относится к ультразвуковой технике с преимущественной областью использования в ультразвуковой диагностике, Известен ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус, в котором установлен . дисковый пьезоэлемент, недостатком которого является низкий КПД, невозможность изменения фокусного расстоянияя.

Известен также ультразвуковой (УЗ) преобразователь, содержащий корпус, в.котором установлен дисковый пьезоэлемент, концентричные ему и (п = 2, 3, ...) кольцевых пьезоэлементов, образующие вогнутую излучающую поверхность и узел изменения фокусного расстояния поверхности, недостатком которого является его конструктивная сложность, вызванная необходимостью введения временных задержек от кольцеЫ2 1732261 А1 дисковый пьезоэлемент и концентричные ему и, где n = 2, 3,, пьезоэлементов, образующих вогнутую излучающую поверхность, и узел изменения фокусного расстояния, выполненный в виде соосных корпусу концентричных втулок по числу пьезоэлементов, телескопически входящих одна в другую, и привода. Втулка наибольшего диаметра боковой поверхностью неподвижно закреплена в корпусе, на торцах втулок закреплены пьезоэлементы, противоположные торцы втулок закреплены на упругой шайбе, края которой зафиксированы в корпусе, Привод выполнен в виде коаксиально установленных ходовых винтов и п нажимных шайб, ходовые винты упираются посредством нажимн ых шайб в упругую шайбу со стороны, противоположной местам примыкания втулок. 1 ил. вых преобразователей для обеспечения различных фазовых соотношений, необходимых для изменения фокусного расстояния.

Цель изобретения — упрощение конструкции преобразователя.

Сущностью изобретения является выполнение узла изменения фокусного расстояния в виде концентричных втулок по числу укрепленных на их торцах пьезоэлементов и привода, выполненного в виде п =

=2, 3, ... коаксиально установленных ходовых винтов, с возможностью изменения расстояния между пьезоэлементами, приводящего к изменению фокусного расстояния без использования конструктивно сложных схем временных задержек, что создает положительный эффект, заключающийся в упрощении конструкции.

На чертеже изображен преобразователь, по оси симметрии.

1732261

55

В корпусе 1 установлен дисковый пьезоэлемент 2, концентричные ему n = 2 кольцевых пьезоэлемента 3, образующие вогнутую излучающую поверхность, узел изменения фокусного расстояния поверхности, выполненный в виде концентричных втулок 4 по числу пьезоэлементов, телескопически входящих одна в другую, и привода, выполненного в виде n = 2 коаксиально установленных ходовых винтов 5 и n = 2 нажимных шайб 6. Ходовые винты 5 упира:отся посредством этих нажимных шайб в упругую шайбу 7 со стороны, противоположной местам примыкания втулок 4. Втулка наибольшего диаметра боковой поверхности неподвижно закреплена в корпусе, на торцах втулок закреплены пьезоэлементы 3, а противоположные торцы втулок закреплены на упругой шайбе 7, края которой зафиксированы в корпусе с помощью стопорящей гайки 8 и герметизирующей шайбы 9. Герметизирующий колпачок 10 из пластмассы навинчен на резьбе на стопорную втулку 11. жестко соединенную с корпусом 1 посредством резьбы (не показана). Между торцом этого колпачка и ступенькой корпуса установлена герметизирующая шайба 12, а полость между упругой шайбой (7) и внутренней поверхностью колпачка (10) заполнена жидкостью, обеспечивающей согласование акустических импедансов преобразователя и исследуемого обьекта.

Ходовые винты 5 совместно с неподви>кными гайками 13 и 14 образуют привод

15, Привод включает в себя штифт, закрепленный на одном и входящий в прорезь другого из винтов 5, выполненного полым для прохода второго из них к центральной на>кимной шайбе 6.

Преобразователь подготавливают к работе, вращая винт 5, выступающий наружу корпуса, При этом штифт, закрепленный на этом винте, вращает другой из винтов 5. одновременно перемещаясь в его прорези, Смещение кольцевых пьезоэлементов приводит к временным задержкам между волновыми фронтами УЗ колебаний отдельных кольцевых и дискового пьезоэлементов вследствие различий длины волнового пути, что и является первым условием образования сферического суммарного волнового фронта. Вторым условием его образования является синхронное смещение каждого из

5 кольцевых пьезоэлементов относительно дискового пьезоэлемента, что достигается за счет смещения каждого из кольцевых пьезоэлементов 3 относительно дискового пьезоэлемента 2 в соответствии с условием

10 где n = 2, 3,, — порядковый номер кольцевого пьезоэлемента;

15 Лп — смещение п-го кольцевого пьезоэлемента;

F — требуемое фокусное расстояние;

Rn — средний радиус и-го кольцевого пьезоэлемента, 20 Такое смещение достигается путем подбора требуемого шага каждого из ходоьь.х винтов 5.

Формула изобретения

25 Ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус, в котором установлен дисковый пьезоэлемент, концентри .ные ему и (где n = 2, 3, ...) кольцевых пьезоэле агентов, образующие вогнутую излучающую поверх30 ность, и узел изменения фокусного расстояния поверхности, отличающийся тем, что. с целью упрощения конструкции преобразователя, узел и менения фокусного расстояния выполнен в виде концентричных

35 втулок по числу пьезоэлементов, телескопически входящих одна в другую, и привода, втулка наибольшего диаметра боковой поверхностью неподвижно закреплена в корпусе, на торцах втулок закреплены

40 пьезоэлементы, а противоположные торцы втулок закреплены на упругой шайбе, края которой зафиксированы в корпусе, а привод выполнен в виде и коаксиально установленных ходовых винтов и и нажимных шайб, 45 ходовые винты упираются посредством нажимных шайб в упругую шайбу со стороны, противоположной местам примыкания втулок.

1732261 л0

40

Составитель С, Герак

Техред М.Моргентал

Корректор Т. Палий

Редактор М, Бланар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1579 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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