Способ ввода низкочастотных продольных ультразвуковых колебаний в изделие

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Севетсиив

Социалист.ичесиик

Республик (и)983532 (. -, еф

)

+jIJ N, з

С 01 N 29/04 (61}Дополнительное к евт. свмд-ву (22} Заявлено 01.12. 80 (21} 3210427/25-28 с присоединением заявки т4о— (23} ПриоритетГосударственный комитет

СССР по делам изобретеииЯ и открытиЯ

Опубликовано 23.12,82, Бюллетень ¹ 47

Дата опублмкованмя описания 23,12 8

)53) УДК 620. 17", .16(088.&) М.И.Афанасьев, И. Б. Гитис, A. Г. Копанский, С.И. Ногин, В.A.Òîêàðââ и A.À.Øåíêåð (72} Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт па разработке нераэрушающих методов и средств контроля качества материалов (71 } Заявитель (54) СПОСОБ ВВОДА НИЗКОЧАСТОТНЫХ ПРОДОЛЬНЫХ

УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИИ В ИЗДЕЛИЕ

Изобретение относится к нераэрушаюаему контролю и моает быть испальэовано при осуществлении конт- роля качества изделий с помощью ультразвука.

Известен способ ввода ультразвуковых колебаний в иэделие, заключающийся в том, что в изделие через контактный слой, например, слой масла, вводят ультразвуковые колебания во всем диапазоне частот и при произвольной ориентации пьеэопластины . 1).

Однако этот способ не моает быть использован при.прецизионных измерениях, поскольку от толщины контактного слоя изменяется амплитуда и форма сигнала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является. способ ввода низкочастотных продольных ультразвуковых колебаний в иэделие, заключающийся B том, что пьезоэлемент раэме25 щают над поверхностью изделия, прикладывают к пьезоэлементу воэбуадающее электрическое поле и через контактную среду вводят в исслвдуеьвей объект ультразвуковые колебания 2 ), Известный способ нв позволяет создавать в контролируемом иэделии. амплитуду первого полупериода, срав-нимую с однополярной амплитудой последующего палупериада. Значительное отличие амплитуды первого полупериода от однополярных последующих моает .привести к его потере при измерениях и создавать ошибку, особенно на низких частотах и в автоматическом реаиме.

Целью изобретения является повышение эффективности ввода эа счет уменьшения меаду преобразователем иконтролируемым иэделием в момент прохоадения первого полупериода ультразвуковых продольных колебаний.

Эта цель достигается тем, uro согласно способу ввода низкочастотных продольных ультразвуковых колебаний в изделиеq заключающемуся в том, что пьезоэлемент размещают над поверхностью иэделия, прикладывают к пьеэозЛементу воэбуадающее электрическое поле и через контактную среду вводят в исследуеьмй объект ультразвуковые колебания, прикладываемое к пьезоэлементу возбуадающее электрическое поле в первый полупернод колебаний пьезоэлемента направляют

983532 встречно вектору поляризации пьезоэлемента.

На чертеже представлена схема осуществления способа ввода низкочастотных продольных ультразвуковых колебаний в изделие. 5, Излучающий преобразователь 1 со держит корпус 2, пьезоэлемент 3, жест ко связанный с прожектором 4, токоподноды 5, с помощью которых осуществляется подача зондирующего импульса. Между иэделием 6 и прожек» тором 4 имеется зазор 7, величина которого равна d. По другую сторону иэделия 6 располагают. приемный преобраэонатвль 8. Стрелками показаны 15 направления поляризации пьеэопластины Р и напряженности электрического поля Е н начальный момент времени Ф

Способ ввода низкочастотных про- Щ дольных ультразвуковых колебаний осуществляется следующим образом.

В начальный момент времени (н первый период колебаний) возбуждающее электрическое поле Е, приклады-. 75 наемое к пьезоэлементу 3, подается встречно нектору его поляризации Е.

В момент подачи этого электрического поля пьезоэлемент З.и прожектор 4 преобраэонатвля 1 начинают прибли жаться к изделию 6 и между ними умень" шается зазор 1 на величину и d. При этом н пьезоэлементе 3 возникает волна разряжения, а н зазоре 7 — волна сжатия. через некотоРое вРемя на- 35 чинается смещение и поверхности иэделия 6. Однако зазор 7 между преобразователем 1 и изделием 6 уже уменьшился. Уменьшение зазора 7 принодит к увеличению его акустической проз- 40 рачности, и н иэделии 6 воэбудится первый полупериод ультразвуковых колебаний, амплитуда которого соизмери-. ма с амплитудами последующих полупериодон. Следовательно, при приеме . сигнала, прошедшего иэделие, надежно фиксируется преобразователем 8 первый полупериод ультразвуковых колебаний и соответственно повышается точность контроля. Для создания необходимой полярности электрического поля необходимо токоподводы 5 подклн чать к соответствующим клеммам возбуждающего генератора исходя из того, что полярность вырабатываемого зондирующего ймпульса каждого генератора известна и остается неизменной. Наибольшее изменение прозрачности слоя и, соответственно, амплитуды первого полупериода колебаний может быть достигнуто при минимальных зазорах между поверхностью преобразователя и иэделием, когда величина Деформации . возбуждающего преобразователя 1 и зазора 7 соизмерима. Это достигается лишь при ультразвуковом контроле в контактном варианте.

Предлагаемый способ ввода низкочастотных, продольных ультразвуковых колебаний в иэделие позволяет повысить эффективность их ввода эа счет увеличения амплитуды, первого полупериода ультразвуковых колебаний по сравнению с последующими, что обеспечивает повышение точности измерения времени прохождения ультразвуковых волн при работе на низких .частотах.

Формула изобретения

Способ ввода низкочастотных продольных ультразвуковых колебаний в издедие, заключающийся в том, что пьезоэлемент размещают над поверхностью иэделия, .прикладывают к пьезоэлементу возбуждающее электрическое поле и через контактную среду вводят и исследуемый объект ультразвуковые колебания, î z л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности ввода за счет уменьшения зазора.между.преобразователем и контролируемым иэделием в момент прохождения первого полуперио« да ультразвуковых продольных колебаний, прикладываемое. к пьезоэлементу возбуждающее электрическое поле в первый полупериод колебаний пьезоэле мента направляют встречно вектору поляризации пьезоэлемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Соколов В.С. Дзфвктоскопия материалов. Государственное энергетическое изд-во, 1961, с.157.

2.. Ультразвуковые преобразователи.

Под ред. E.Êèêó÷è. М., Мир, 1972, с. 226-231 (прототип).

983532

Составитель Г.Федоров

Редактор И.Николайчук Техред М.Надь. КорректоРС.Шекмар

Заказ 9909/50 . Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4. ппп ° ïàòåâò зак ЯД «/