Ультразвуковой преобразователь для контроля материалов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.12.80 (21) 3213715/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл

В 06 В 1/06//

G 01 N 29/00

ГесударстеелкыИ кемитет

СССР (53) УДК 534.232:

:620. 179 (088.8) Опубликовано 23.06.82. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 28.06.82 пе делам лэееретений и аткрмтий

А. А. Абрамович, А. И. Недбай и . ;:А.:Шут11лов

/" :

1 f,Ленинградский ордена, Ленина и ордена ТрудовоГ амени

Государственный университет им. А. А. Жданова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОИ ПРЕОБРАЗОВАТЕ,ЛЬ

Д,ЛЯ КОНТРОЛЯ МАТЕРИА,ЛОВ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может. быть использовано для контроля материалов.

Известен ультразвуковой преобразователь контроля материалов, выполненный в виде прямоугольной призмы из пьезоматериала с нанесенными на нее электродами (1).

Недостатком известного преобразователя является невозможность полного демпфирования колебаний преобразователя с нерабочей его стороны, что значительно понижает его помехоустойчивость.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

Эта цель достигается тем, что в ультразвуковом преобразователе для контроля материалов, выполненном в виде прямоугольной призмы из пьезоматериала с нанесенными на нее электродами, призма вырезана из монокристалла гексагонального иодата лития перпендикулярно его оптической оси (С ), а толщина призмы вдоль этой оси выбрана не менее

К 1/=. 2Z, 14 Z<+Zа где к Й вЂ” заданный уровень подавления сигнала помехи, дБ;

2 — длительность прямоугольного импульса возбуждения мкс;

Z1, Zz — волновые сопротивления материалов призмы и контролируемого соответственно.

Преобразователь работает следующим образом.Размещают преобразователь на поверхности материала, к электродам прикладывают электрический импульс и призма из

10 пъезоматериала (ШОз) излучает импульсы упругих продольных волн в исследуемый материал и внутрь самой призмы.

Однако известно, что в монокристалле гексагонального иодата лития (2-ШОз) продольные упругие волны, распространяющиеся вдоль оптической оси, ультразвуковых частот (10 — 10 Гц) испытывают сильное

6 акустоэлектрическое поглощение в зависимости от частоты и температуры. При комнатной температуре величины коэффициенг0 та поглощения колеблются от 20 до 100 дБ/см. в зависимости от частоты упругой волны.

Таким образом, сигналы помехи сильно ослабляются во время прохождения через призму из-за различия в путях прохождения коле937047

14 Z

14 Л +22

Составитель Т. Головкина

Редактор И. Николайчук Техред А. Бойкас Корректор О. Билак

Заказ 4304/11 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 баний внутри ее и ориентации осей пьезоматериала.

Учитывая затем обычное соотношение для коэффициента прозрачности двух сред с различными акустическими волновыми сопротивлениями Z1 и У нетрудно получить соотношение в виде!

О

При таком соотношении толщина призмы по оси Са оптимальна.

В случае применения (1) для радиоимпульса с частотой заполнения f< надо вместо fi подставить — =.

Предлагаемый преобразователь обла- 15 дает нерезонансными (апериодическими) свойствами без специальных дополнительных демпферов, что позволяет реализовать значительно большую по сравнению с известными помехоустойчивость, степень которой регулируется выбором толщины датчика.

Таким образом, значительно повышается помехоустойчивость при общем упрощении конструкции преобразователя и простоте при изготовлении. В результате могут быть значительно расширены возможности дефекто- 2« скопии, толщинометрии, звуковой эмиссии и других методов, при которых используются пьезоэлектрические датчики.

Формула изобретекя

Ультразвуковой преобразователь для контроля материалов, выполненный в виде прямоугольной призмы из пьезоматериала с нанесенными на нее электродами, отличаюи4ийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, призма вырезана из монокристалла гексагонального иодата лития перпендикулярно его оптической оси (С ), а толщина призмы вдоль этой оси выбрана не менее где k — заданный уровень подавления сигнала помехи, дБ; — длительность прямоугольного импульса. возбуждения, мкс;

Z, Z — волновые сопротивления материалов призмы и контролируемого соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бергман Л. Ультразвук и его применене в науке и технике. М., Иностранная литература», 1956 с. 64 (прототип).