Ультразвуковой пьезопреобразователь
Патент 1396044
Авторы
Классы МПК
Ультразвуковой пьезопреобразователь
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения скорости и затухания ультразвука, ультразвуковой спектроскопии и дефектоскопии. Целью изобретения является распшренив функциональных возможностей пьезопреобразователя за счет одновременного преобразования продольных и поперечных волн. Ультразвуковой пьезопреобразователь содержит пьезоэлемент в виде продольно поляризованного с тержня с прямоугольным сечением, пять пьезоэлементов, один из которых нанесен на торцовую поверхность, а четыре других - на боковые поверхности. При этом два электрода, расположенные на двух противоположных боковых поверхностях , закорочены, а на два других подается напряжение противоположной полярности. Для излучения продоль- Hbfx волн подается эмпирическое напряо жение между двумя закороченными электродами и электродом, установленным на торцовой поверхности. Дпя излучения сдвиговых волн между электродом, расположенным на торцовой поверхности , и незакороченными электродами на боковых поверхностях подаются электрические напряжения противоположной полярности, при этом торцовый электрод заземлен. 2 ил.. (Л со г О)
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН.(19) SU (и> Я (д11 4 G 01 И 29/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA
Н АВ ЮРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4097100/25-28 (22) 30.07.86 (46) 15.05.88. Бюл. В 18 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) P.Þ. Кажис, Л.Ю. Мажейка и А.А. Владишаускас (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 1019322, кл. G 01 N 29/04, 1982.
Kazys R.-У. Transient and freguen-, cy responses of the wideband piezoe
lectric transducers with non-шп-
form electric field. — InternationiX
symposium "Ultrasound, interaction ап biology and medicine", Castle
Reinhardsbrunn. 1980, р. 3-4. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения скорости и затухания ультразвука, ультразвуковой спектроскопии и дефектоскопии.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей ньезопреобразователя за счет одновременного преобразования продольных и поперечных волн. Ультразвуковой пьезопреобразователь содержит пьезоэлемент в виде продольно поляризованного стержня с прямоугольным сечением, пять пьезоэлементов, один из которых нанесен на торцовую поверхность, а четыре других — на боковые поверхности.
При этом два электроца, расположенные на двух противоположных боковых поверхностях, закорочены, а на два других подается напряжение противоположной полярности. Для излучения продоль" ных волн подается эмпирическое напря- д жение между двумя закороченными электродами и электродом, установленным на торцовой поверхности. Для излучения сдвиговых волн между электродом, С расположенным на торцовой поверхности, н незакороченными электродами на боковых поверхностях подаются электрические напряжения противоположной полярности, при этом торцовый электрод заземлен. 2 ил..
1396044
Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть исп<1льзовано для измерения скорости и затухания ультразвука, упьтразвуковой спектроскопии и дефектоскопии.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей пьезопреобразователя за счет однсвре-, менного преобразования продольных: и 1ð поперечных волн.
На фиг. 1 изображен ультразвуковой пьезопреобразователь; на фиг. 2 — то же, вид сверху.
Ультразвуковой пьезопреобразова- 15 тель содержит пьезоэлемент 1 в виде продольно поляризованного стержня, два закороченных электрода 2 и 3, нанесенные на противоположные боко— вые стороны, и один электрод 4 на 20 торцовой поверхности. Дополнительно установлены электроды 5 и 6 для преобразования поперечных колебаний.
Активной поверхностью, излучающей и принимающей продольные и поперечные 25 колебания, является поверхность, расположенная на плоскости X X и частично покрытая электродом 4.
Ультразвуковой пьезопреобразователь работает следующим образом. 30
Для излучения продольных волн между параллельно соединенными электродами 2, 3 и электродом 4 подается электрическое напряжение, возбуждающее неоднородное электрическое поле в пьезоэлементе. На торцовой поверхности, покрытой электродом 4, напряженность электрического поля составляется в основном компонентом Е
Следовательно, ввиду пьезоэффекта 40 для пьезоматериалов с гексагональной симметрией класса C
Для излучения сдвиговых волн между электродами 5, 4 и 6„ 4 подаются электрические напряжения противоположной полярности, причем торцовый электрод 4 заземлен. В данном случае электрическая напряженность на торцовой поверхности, покрытой электродом, тоже будет в основном составляться компонентом Е . Однако в данном случае направление электрического поля в половине этой поверхности (в сторону электрода 5) будет противоположно направлению электрического поля в другой половине. Поэтому отдельные половины торцовой поверхности, покрытой электродом, будут излучать продольные волны противоположного знака (или фазы), а их сумма в окружающей среде на оси преобразователя будет равна нулю. Напряженность электрическдго поля в зонах, не покрытых электродом (у торцовой поверхности), будет составляться в основном компонентом
Е, имеющим одинаковый знак во всей области. Следовательно, данная поверхность будет излучать сдвиговые колебания, поляризованные по оси Х . В режиме приема прохождение продольной волны через преобразователь будет вызывать механическое напряжение с компонентой Т, которая ввиду пьезоэффекта (за счет действия пьезоэлектрической компонентой е ) будет возбуждать компоненту напряженности электрического поля Е> и, следовательно, электрическое напряжение между параллельно соединенными электродами 2 и
3 и заземленным электродом 4. Однако напряжение между электродами 5, 6 будет равно нулю из-за отсутствия компоненты напряженности электрического поля Е, В, случае приема поперечной волны, поляризованной по направлению оси Х, будет возбуждаться компонента напряженности электрического поля Е (за счет действия пьезоэлектрической постоянной е, ) и, следовательно, будет возбуждаться электрическое напряжение между электродами 5 и 6, а напряжение между электродами 2, 3 и 4 будет равно нулю. формула изобретения
Ультразвуковой пьезопреобразователь, содержащий пьезоэлемент в виде
139604
Х2
Составитель Г.Федоров
Редактор М. Бандура Техред М.Дидык
Корректор Г. Решетник
Заказ 2489/45 Тираж 847 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная .4 продольно поляризованного стержня с прямоугольным сечением, два закороченных электрода, нанесенных на противоположные боковые стороны стержня, 5 и один электрод, нанесенный на торцовую поверхность, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расшире4
4 ния функциональных возможностей пьезопреобраэователя за счет одновременного преобразования продольных и поперечных волн, он снабжен двумя дополнительными электродами, нанесенными на две другие противоположные боковые стороны стержня.