Пьезоэлектрический преобразователь (его варианты)

Пьезоэлектрический преобразователь (его варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Пьезоэлектрический преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии, содержащий пьезоэле . мент, с электродами, работающий на сдвиговых колебаниях, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, пьезоэлемент выполнен в виде круглой пластины с вектором поляризации, направленным от плоских поверхностей к цилиндрической и имеющим осевую симметрию , а электроды нанесены на плоские поверхности пьезоэлемента. 2.. Пьезоэлектрический преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии, содержащий пьезоэлемент с электродами, работающий на сдвиговых колебаниях, отличающийся тем, что , с целью повьшения достоверности контроля, пьезоэлемент вьтолнен. в виде круглой пластины с вектором поляризации, направленным от одной из плоских поверхностей к щ линдрической и имеющим осевую симметрию, а электроды нанесены на плоские поверхности .пьезоэлемента. 3.Преобразователь.по п.2,о т л и чающийся тем, что электроды вьтолнены. в виде центрального элемента и кругового кольца. 4.Пьезоэлектрический преобразо- ; ватель для приема сигналов акусти (Л ческой эмиссии, содержащий пьезоэлемент с электродами, работаюпщй на сдвиговых колебаниях, отличающийся тем, что , с целью повышения достоверности контроля, пьезоэлемент выполнен в виде кольца с вектором поляризации, направО5 ленным радиально и имеющим осевую j симметрию, а электроды нанесены на j плоские и цилиндрические поверхносCD -l ти пьезоэлемента электрически изолированно между собой.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (И) (si)% G 01 N 29/04

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3689962/25-28 (22) 09.01.84 (46) 15.07.85, Вюл. В 26 (72) А.С.Трипалин и В.М.Шихман (71) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. М.А.Суслова (53) 620.179.16(088.8) (56) 1. Глозман И,А. Пьезокерамика.

М,, "Энергия", 1972, с. 55-56.

2.Шарп Р.Методынеразрушающих испытаний. M., "Мир",1972, с.41(прототип) . (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (ЕГО ВАРИАНТЫ) . (57) 1. Пьезоэлектрический преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии, содержащий пьезоэлемент, с электродами, работающий на сдвиговых колебаниях, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, пьезоэлемент выполнен в виде круглой пластины с вектором поляризации, направленным от плоских поверхностей к цилиндрической и имеющим осевую симметрию а электроды нанесены на плоские поверхности пьезоэлемента.

2. Пьезоэлектрический преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии, содержащий пьезоэлемент с электродами, работающий на сдвиговых колебаниях, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, пьезоэлемент выполнен в виде круглой пластины с вектором поляризации, направленным от одной из плоских поверхностей к цилиндрической и имеющим осевую симметрию, а электроды нанесены на плоские поверхности .пьезоэлемента.

3. Преобразователь,по п.2,о т л ич а ю шийся тем, что электроды выполнены в виде центрального элемента и кругового кольца.

4. Пьезоэлектрический преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии, содержащий пьезоэлемент с электродами, работающий на сдвиговых колебаниях, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, пьезоэлемент выполнен в виде кольца с вектором поляризации, направленным радиально и имеющим осевую симметрию, а электроды нанесены на плоские и ципиндрические поверхности пьезоэлемента электрически изолированно между собой.

1167497

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля материалов акустико-эмиссионным методом, Известен пьезоэлек-.рическнй преобразователь, выполненный в виде пьезопластины с электродами,. работающий на сдвиговых колебаниях (1g.

Наиболее близким по технической

1О сущности к предлагаемому является пьезоэлектрический преобразователь для приема сигналов акустической эмиссии (АЭ), содержащий.пьезоэлемент с электродами, работающий на сдвиговых колебаниях (2 j.

Недостатком указанных устройств является зависимость амплитуды принимаемого сигнала от направления приема, обусловленная направлением вектора поляризации в пластине, не имеющим осевой симметрии.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля, Поставленная цель достигается тем, что в пьезоэлектрическом преобразователе для приема сигналов акустической эмиссии, содержащем пьезоэлемент с электродами, работающем на сдвиговых колебаниях, пьезоэлемент выполнен в виде круглой пластины с вектором поляризации, направленным от плоских поверхностей к цилиндрической и имеющим осевую симметрию, а электроды нанесены на плоские поверхности пьезоэлемента.!

25

По второму варианту выполнения преобразователя, пьезоэлемент выполнен в виде круглой пластины с вектором поляризации, направленным 40 от одной из плоских поверхностей к цилиндрической и имеющим осевую симметрию, а электроды нанесены на плоские поверхности пьезоэлемента, при этом электроды выполнены в виде центрального элемента и кругового кольца.

По третьему варианту выполнения . преобразователя пьезоэлемент выполнен в виде кольца с вектором поляри- 5О зации, направленным радиально и имеющим осевую симметрию, а электроды нанесены на плоские и цилиндрические поверхности пьезоэлемента электрически изолированно между собой.

На фиг. 1-4 представлен пьезоэлектрический преобразователь, варианты выполнения.

По первому варианту.(фиг.1) пьезоэлемент 1 изготовлен из круглой пластины. Вектор 2 поляризации направлен от плоских поверхностей с электродами 3 и 4 к цилиндрической поверхности 5 пьезоэлемента 1 и имеет осевую симметрию. Для получения указанного направления вектора

2 поляризации на цилиндрическую поверхность 5 наносят технологический электрод (не показан). Поляризующее поле подается между электродами 3,4 и технологическим электродом, который после окончания процесса поляризации удаляют.

По второму варианту (фиг.2) пьезоэлемент 6 выполнен в виде круглой пластины. Вектор 7 поляризации направ- лен от одной из плоских поверхностей к цилиндрической (не показаны)..

Электроды 8 и 9 нанесены на плоские поверхности, покрывая их полностью.

Для получения нужного направления вектора 7 поляризации на цилиндрические поверхности наносят технологические электроды (не показаны),которые после окончания процесса поляризации удаляют.

Пьезоэлемент 10 выполнен в виде круглой пластины, вектор 11 поляризации направлен от одной из плоских поверхностей к цилиндрической (не показаны), при этом электроды нанесены на плоские поверхности пьезоэлемента 10 и выполнены в виде центрального элемента 12, 13 и кругового кольца 14, 15 (фиг.3).

По четвертому варианту (фиг.4) пьезоэлемент 16 изготовлен в виде кольца и имеет вектор 17 поляризации, направленный радиально от электрода 18 к электроду 19, которые нанесены на цилиндрические поверхности пьезоэлемента 16. Электроды

20 и 21 нанесены на плоские поверхности пьезоэлемента 16. Электроды

18-21 электрически изолированы между собой.

* Пьезоэлектрический преобразователь, выполненный по первому варианту, работает следующим образом.

Одну из плоских поверхностей пьезоэлемента 1 приводят в акустический контакт с поверхностью контролируемого изделия, например приклеивают. Упругий импульс АЭ, имеющий компоненту перемещения, параллельную плоской поверхности пье1167497

3 зоэлемента 1, генерирует на электродах 3 и 4 электрический сигнал, определяемый сдвиговой пьезоэлектрической константной g . В силу осевой симметрии преобразователя величина напряжения на электродах 3 и 4 не зависит от направления прихода колебаний.

Пьезоэлектрический преобразователь, выполненный по второму вари- 10 анту, работает следующим образом.

Упругий импульс АЭ, имеющий компоненту перемещения, параллельную плоской поверхности пьезоэлемента 6, генерирует на электродах 8 и 9 элект- 15 рический сигнал, определяемый сдвиговой пьезоэлектрический константой е . В силу осевой симметрии преобразователя величина напряжения на электродах 8 и 9 не зависит от нап- 2р равления .прихода колебаний. Преобра-. зователь регистрирует также и компоненту перемещения, параллельную оси, при этом напряжение определяется пьезоэлектрической константои 25

Упругий импульс АЭ, имеющий компоненту перемещения, параллельную плоской поверхности пьезоэлемента

10, генерирует на электродах 14 и

15 электрический сигнал. Компонента перемещения оси, генерирует напряжение на электродах 12 и 13. Величина напряжения на электродах 12-15 не зависит от напряжения прихода колебаний.

Пьезоэлектрический преобразователь, выполненный по третьему варианту, работает следующим образом.

Упругий импульс АЭ, имеющий компоненту перемещения, параллельную плоской поверхности пьезоэлемента 16, генерирует на электродах 20 и 21 электрический сигнал, определяемый сдвиговой пьезоэлектрической константой ф.,, при этом величина напряжения не зависит от направления прихода колебаний. Преобразователь одновременно регистрирует колебания с компонентой перемещения, параллельной оси пьезоэлемента; напряжение возникает на электродах 18, 19 и определя гся пьезоэлектрической константой

Выбор варианта пьезоэлектрического преобразователя определяется конкретными особенностями контролируемого изделия и характеристиками применяемой аппаратуры АЭ.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет контролировать изделия АЭ методом с использованием сдвиговых колебаний независимо от направления их прохода за счет использования пьезопластин, поляризо,.ванных симметрично относительно оси преобразователя.

1167497

Составитель К.Хилков

Редактор И.Рыбченко Техред О.Неце Корректор Е.Сирохман

Закаэ 4427/42 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 филиал ППП "!!атент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4