Пьезоэлектрический преобразователь для неразрушающего контроля

Пьезоэлектрический преобразователь для неразрушающего контроля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ НЕРАЗРУШАЩЕГО КОНТРОЛЯ , содержащий размещенные в корпусе пьезопластину и соединенные с ее противопаложньвди поверхностями протектор и на-клощку, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности определения скорости распространения ультразвуковых колебаний, накладка выполнена из материала с волновым сопротивлением не менее, чем в 1,5 раза большим волнового сопротивления пьезопластины, а толщину накладки d выбирают из соотношения ,,Ь Су. -п где h - толщина пьезопластины; Сц,С„- скорости распространения (Л ультразвуковых колебаний в материалах накладки и С пьезопластины соответственно .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(5п С 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с„ а.— —, 2 С„

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

H ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3551743/25-28 (22) 08. 04. 83 (46 ) 23. 06. 84. Бюл. М 23 (72) M.H.Ãèòèñ, A.Ã.Коханский, С. И.Ногин и А.A.Øåíêåð (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контры я качества материалов (53) 620.179.16(088.8) (56) 1. Королев М.В. Эхо-импульсные толщиномеры.М.,"Машиностроение", 1980, с.47-48.

2. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий.

Справочник под ред. Клюева В. В. М., "Машиностроение", 1976, с.179-180 (прототип). (54) (57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ, содержащий размещенные в корпусе пьезопластину и соединенные с ее противоположными поверхностями протектор и накладку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности определения скорости распространения ультразвуковых колебаний, накладка выполнена из материала с волновым сопротивлением не менее, чем в 1,5 раза болыаим волнового сопротивления пьеэопластины, а толщину накладки d выбирают иэ соотношения где h - толщина пьезопластины; @

О

С„,С вЂ” скорости распространения ультразвуковых колебаний в материалах накладки и пьезопластины соответст- ( венно.

1099270

Изобретение относится к нераэруша-. ющему контролю качества материалов ультразвуковыми методами и может быть использовано для контроля материалов с большим затуханием, например бетона. 5

Из вест ен и ьез оэлектрический преобразователь для нераэрушающего контроля, содержащий размещенные в корпусе пьеэопластину и соединенные с ее противоположными поверхностями 10 протектор и накладку. При этом накладка выполнена в виде конуса иэ материала с волновым сопротивлением, равным волновому сопротивлению пьеэопластины, а последняя частично депо- 35 ляризова,на s области контакта с накладкой 1) .

Наиболее близким но технической сущности и достигаемому результату к изобретению является пьезоэлектрический преобразователь для неразрушающего контроля, содержащий размещенные в корпусе пьезопластину и соединенные с ее противоположными поверхностями протектор и накладку. При

:этом накладка выполнена из материала с волновым сопротивлением, равным волновому .сопротивлению пьезопластины (2) ..

Недостатком известных преобразователей является низкая точность определения скорости распространения ультразвуковых колебаний в материалах с большим затуханием иэ-эа ограниченности амплитуды излучаемых и принимаемых ультразвуковых сигналов.

Целью изобретения является повы шение точности определения скорости распространения ультраз вуковых колебаний. 40

Поставленная цель достигается тем, что в пьезоэлектрическом преобразователе для неразрушающего контроля, содержащем размещенные в корпусе . пьезопластину и соединенные с ее 45 противоположными поверхностями протектор и накладку, накладка выполнена иэ материала с BGJIHOBbM сопротивлением не менее, чем в 1,5 раза большим волнового сопротивления пьезо- ур пластины, а толщину накладки выбирают иэ соЬтнсшения >Ь н

2 с„7 где d, n - толщины накладки и пьеэопластины соответственно; скорости распространения ультразвуковых колебаний в материалах накладки и пьеэопластины соответственно.

На чертеже изображена схема пьезоэлектрического преобразователя. 65

Пьезоэлектрический преобраз ователь содержит пьезопластину 1 и соединенные с ее противоположными поверхностями протектор 2 и накладку 3, размещенные в корпусе 4. При этом накладка выполнена иэ материала с волновым сопротивлением в 1,5 раза большим волнового сопротивления материала пьезопластины, а ее толщина выбирается из соотнсшения (1).

Преобразователь работает следующим образ ом.

При подаче импульса электрического напряжения на пьезопластину она начинает .колебаться по толщине. При этом и рабочая поверхность пьеэопластины 1, соединенная с протектором 2, и противоположная ей поверхность, соединенная с накладкой 3, излучают ультразвуковые сигналы. Сигнал от поверхности пьезопластины 1, соединенной с накладкой 3, противоположный по знаку сигналу, излучаемому рабочей noaepxHocTbi0 пьеэопластины через протектор 2 в контролируемое изделие, поступает на рабочую поверхность с задержкой по времени, равной времени распространения ультразвуковых колебаний по толщине пьеэопластины. Однако, так как волновое сопротивление накладки 3 в 1,5 раза больше волнового сопротивления пьезопластины 1, то данный сигнал по амплитуде на порядок меньше излучаемого рабочей поверхностью сигнала и не оказывает влияния на амплитуду и длительность последнего.

В связи с выбором толщины 3 накладки из соотношения (1) ультразвуковой сигнал, излученный поверхностью пьезопластины i, соединенной с накладкой 3, в последнюю, отразившись от противоположной поверхности накладки 3, поступает на рабочую поверхность пьеэопластины с задержкой по времени, равной "/ „ "1 „, которая не меньше <"/сд — задержки по времени сигнала, иэлученного рабочей поверхностью пьезопластины в сторону ее противоположной поверхности и отраженного от последней. Поэтому данный сигнал не оказывает влияния на амплитуду и длительность излучаемого в изделие сигнала.

При приеме ультразвуковых сигналов сигнал, отраженный от поверхности пьеэопластины, соединенной с накладкой, для выбранных значений волновых сопротивлений не меняет знак, что обуславливает увеличение амплитуды первого полупериода принятого сигнала.

Увеличение амплитуды излученного в контролируемое иэделие и принятого ультразвуковых сигналов позволяет увеличить базу измерения, за счет чего повышается точность определения

1099270

Составитель М. Андреева

Редактор П. Коссей Техред A. Бабинец Корректор А.Зимокосов

Заказ 4365/37 Тираж 823 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

1 скорости распространения ультразвуковых колебаний в контролируемом изделии и его параметров.

При использовании данного пьезоэлектрического преобразователя для 5 получения заданной рабочей частоты толщину пьеэопластины необходимо выбирать в два раза меньшей, чем при использовании известных, что позволяет уменьшить расход пьеэ окерамических материалов.

Таким образом, использование данного пьезоэлектрического преобразователя для неразрушающего контроля позволяет повысить точность опреде- ° ления скорости распространения ультразвуковых колебаний.