Ультразвуковое устройство для возбуждения и приема сдвиговых волн

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 05.VII.1967 (№ 1169811/18-10) с присоединением заявки № 1319367/18-10

Приоритет

Опубликовано 01.IV.1970. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 14Л П.1970

Кл. 42s, 1/06

МПК В 06Ь 1 06

УДК 534.232(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий прн Совете Министров

СССР оесоюэнам

ИВтентно-тех н ическаФ библ отека МБ,) Автор изобретения

И. А. Зудов

Заявитель

Институт механики полимеров АН Латвийской ССР

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

И ПРИЕМА СДВИГОВЫХ ВОЛН

Изобретение относится к области акустики и может .найти применение для определения характеристик жесткости различных материалов путем измерения параметров распростраиения сдвиговых волн в широком диапазоне рабочих частот.

Известные ультразвуковые устройства для возбуждения и приема сдвиговых волн, содержащие преобразователь, например пьезокварц

У-среза, и акустически соединенный с ними буферный стержень, не могут быть использованы для измерения скорости сдвиговой волны на частотах ниже 1,67 мгц (например, в диапазоне 1000 †2 кгпв). С понижением рабочей частоты толщина пьезокварца увеличивается, что приводит к излучению паразитных продольных волн пьезодатчиком сдвиговых колебаний. Буферный стержень не препятствует их,распространению, так как диаметр его много больше длины волн продольных колебаний, что и приводит к невозможности измерения скорости сдзиговой волны.

Предлагаемое устройство отличается тем, что в нем боковая поверхность стержня снабжена резьбой, а свободный конец скошен с двух сторон под углом не менее 45 к диаметральной плоскости параллельно поляризации сдвиговых колебаний с площадкой на торце.

При этом буферный стержень выполнен с соотношением размеров 1,6 — 2,2 длины волны продольных колебаний к диаметру. Такое выполнение стержня основано на использовании эффекта геометрической дисперсии скорости продольной волны, так как при таком соотношении диаметра к длине волны распространение продольной волны практически не наблюдается. Скошение свободного конца стержня позволяет проходить сдвиговым колебаниям через торец стержня без трансформации

10 последних в продольные. Резьба, которой снабжена боковая поверхность буферного стержня, обеспечивает рассеяние преломленных продольных колебаний, которые возникают в результате немонохроматичности им15 пульса и для которых выбранное отношение не выполняется.

Такое выполнение устройства позволяет снизить рабочую частоту прибора, что создает возможность его использования и для мате20,риалов с большим коэффициентом затухания в широком диапазоне частот и температур.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Корпус датчика 1 с высокочастотным разь25 емом 2 соединен переходной втулкой т с буферным стержнем 4. На торце буферного стержня расположен акустически связанный с .ним пьезопреобразователь б. Другая по|верхность пьезопреобразователя электрически соеч0 динена с электродом б, который изолирован

267237

Составитель В. М. Карбачинский

Редактор Л. Мутовкина Техред Л. Я. Левина Корректор С. А. Кузовенкова

3-каз 1819, 13 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4,о

Типография, пр. Сапунова, 2 прокладкой 7 от корпуса, представляющего вместе с втулкой и буферным стержнем второй электрод устройства.

Зондирующий электрический импульс ультразвукового приоора (на чертеже не показано) через высокочастотный разъем 2 и электрод 6 подается на пьезопреобразователь 5, преобразующий электрические колебания в механические, которые через акустический 10 контакт проходят в буферный стержень 4, где происходит подавление,паразитных,продо",üных волн и выделение сдвиговых колебаний.

Последние через исследуемый образец (на чертеже не указан) проходят такой же путь.B 15 обратной последовательности и подаются на усилитель.

С помощью предлагаемого устройства работа может производиться двумя методами: 20 теневым (необходимы два устройства) и эхометодом (одно устройство) .

Предмет изобретения

Ультразвуковое устройство для возбуждения и приема сдвиговых волн, содержащее преобразователь, например пьезокварц У-среза, и акустически соединенный с ними буферный стержень, отличающееся тем, что, с целью,расширения диапазона рабочих частот и определения характеристик жесткости материалов с большим коэффициентом затухания, в нем боковая поверхность стержня снабжена резьбой, а свободный конец скошен с двух сторон под углом не менее 45 к диаметральной плоскости параллельно поляризации сдвиговых колебаний с площадкой на торце, при этом буферный стержень выполнен с соотношением размеров 1,6 — 2,2 длины волны продольных колебаний к диаметру.