Способ изготовления ультразвуковых преобразователей
360607
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сова Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 22.Х11.1970 (№ 1608019 25-28) 1. 1 л. G 01п 29.04
Н 04г 17/00 с присо динсннсм "-.àÿвки №
11рио," н гет
Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Министров
СССР
Опубликовано 28.XI.1972. Бюллетень ¹ 36
Дата опу
УДК 620.179.16(088.8) Авторы изобретения
A. И. Потапов, С. Л. Давыдов, А. М. Лизовский и 1 . Г. Феоктистов-Зарецкий
Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени инженерностроительный институт
Заявитель
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Изобретение относится к области неразрушающих методов и средств контроля и может быть использовано при изготовлении пьезоэлектрических преобразователей.
Известен способ изготовления ультразвуковых преобразователей, заключающийся в том, что нз пьезоэлектрического материала вырезаюг элемент, ориентированный вдоль соответствующей оси упругой симметрии.
Недостатком такого способа является трудность изготовления преобразователя для возбуждсния коротких импульсов, так как при возбуждении известных излучателей короткими электрическими импульсами возникают упругнс сигналы со сложным акустическим спектром, обусловленные образованием различных мод колебаний.
Цель изобретения — создание преобразователя для возбуждения коротких импульсов.
Для этого выбирают пьезоматернал таким образом, чтобы соотношение модулей упругости С;л и Cä (при a=b), а также соотношение сторон элемента (при a b) обеспечивало условие кратности частот мод колебаний. Преобразователь возбуждают электрическим импульсом, в спектре .которого отсутствуют частоты, равные кратным частотам мод колебаний. B связи с этим для квадратного элемента выбирают пьезоматериал, у которого модуль упругости С11 значительно превышает модуль С1>. Пьезоматериал выбирают таким, чтобы соотношение модулей упругости Стл и
C„„(при .квадратном сечении пьезоэлемента), а также соотношение сторон пьезоэлемента (при a 1о а и b — стороны пьезоэлемента, à Сгь С!2 ". С !с Ст; модули упругости пьезоматериала. В излучателях из таких пьезоматериалов возбуждаются только продольные или только сдвиговые моды колебаний. При возбуждении такого излучателя импульсом с произвольной длительностью возникают несколько мод колебаний. Частота каждой моды квадратной пластинки может быть рассчитана при реше20 ннн системы линейных однородных уравнений, например для пьезоматерналов тригональной системы. При возбуждении такого преобразователя электрическими импульсами, в спектре кото25 рых отсутствуют частоты, равные кратным частотам мод колебаний, могут быть получены упругие сигналы длительностью один, два, три периода основной моды колебаний. Изготовление пьезоэлектрических преобра30 зователей с кратными частотами мод колеба360607 Составитель А. Духанин Техред 3. Тараненко Корректоры: H. Прокуратова и И. Божко Редактор T. Баранова Заказ 4344/16 Изд. № 1843 Тираж 406 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 ний может быть достигнуто также при определенном соотношении длин сторон прямоугольной пластины пьезоэлемента. Излучатель изготавливают следующим образом. Выбирают пьезоматериал, у которого отсутствуют упругие постоянные С1а и Сы. Рассчитывают значения сторон пьезоэлемента а и b, при которых возбуждаются кратные моды колебаний. Значение толщины пьезоэлемента выбирают не более 1/10 меньшей стороны. Пьезоэлементы вырезают из монокристалла вдоль соответствующих осей упругой симметрии. Затем наносят на каждый пьезоэлемент электроды. Пьезоэлементы собирают в пьезопакет и устанавливают пьезопакет в металлический корпус, соединяя электроды с корпусом и коаксиальной клеммой. Чем больше модуль Сы превышает модуль С<2, тем меньше разница между частотами мод колебаний. При возбуждении такого пьезопреобразователя электрическим импульсом, в спектре которого отсутствует составляющая с частотой, равной частоте со, будут излучаться упругие сигналы длительностью один, два и более периодов основной моды. Предмет изобретения 1. Способ изготовления ультразвуковых .преобразователей, заключающийся в том, что из пьезоэлектрического материала вырезают элемент, ориентированный вдоль соответ10 ствующсй оси упругой симметрии, отличаюи1ийся тем, что, с целью создания преобразователя для возбуждения коротких импульсов, выбирают пьезоматериал таким образом, чтобы соотношение модулей упругости С; и Сн 15 (при a=b), а также соотношение сторон элемента (при a 2. Способ по п. 1, отличаюш,ийся тем, что в случае изготовления квадратного элемента 20 выбирают пьезоматериал, у которого модуль упругости Сп в 5 — 10 раз превышает модуль С 2, где: а и о - — стороны пьезоэлемента, а Сы, С,2,, Сп, Сп — модули упругости пьезоматериала.
