Ультразвуковой катящийся преобразователь

Ультразвуковой катящийся преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение помехозащищенности преобразователя благодаря обеспечению сплющиваиия преобразователя при его поджатии к поверхности контролируемого изделия. При сканировании ультразвуковым катящимся преобразователем изделия 7 на жесткий вал 6 постоянно действует усилие поджатия. Данное усилие обеспечивает деформацию вьшолненных в виде концентричных упругих цилиндрических труб резонаторов 1 и 2 и пьезоэлектрического элемента 3. В результате деформации изменяется только форма пленочного .пьезоэлектрического элемента, его рабочие параметры остаются неизменными. Акустический контакт преобразователя с изделием 7 осуществляется через размещенный на внешней цилиндрической поверхности наружного резонатора 1 эластичный протектор 4. Увеличение площади контакта и упрощение пьезоэлектрического элемента 3 повьшает остроту диаграммы направленности и снижает зависимость коэффициента пропускания на границе преобразователь - изделие 7 от величины неровностей последнего. 2 ил. (Л L 4i &0 О эо 4;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (s1) g G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4204937/25-28 (22) 04.03.87 (46) 15.10.88. Бюл. Р 38 (72) А.С. Кицанов, А.Г. Митин и В.Н. Хмелев (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 482671, кл. G 01 N 29/04, 1972.

Авторское свидетельство СССР

9 1226295, кл. G 01 N 29/04, 1984. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КАТЯЩИЙСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение помехозащищенности преобразователя благодаря обеспечению сплющивания преобразователя при его поджатии к поверхности контролируемого изделия. При сканировании ультразвуковым катящимся преобразователем изделия 7 на жесткий вал 6 постоянно действует усилие поджатия. Данное усилие обеспечивает деформацию выполненных в виде концентричных упругих цилиндрических труб резонаторов 1 и 2 и пьезоэлектрического элемента 3.

В результате деформации изменяется только форма пленочного,пьезоэлектрического элемента, его рабочие параметры остаются неизменными. Акустический контакт преобразователя с изделием 7 осуществляется через размещенный на внешней цилиндрической поверхности наружного резонатора 1 эластичный протектор 4. Увеличение площади контакта и упрощение пьезо- е электрического элемента 3 повышает

| остроту диаграммы направленности и снижает зависимость коэффициента С: о пропускания на границе преобразователь — изделие 7 от величины неровнос-Я тей последнего. 2 ил.

1430874

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано, например при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии 5 многослойных протяженных изделий.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности преобразователя за счет увеличения остроты диафрагмы направленности и снижения зави- 1ð симости коэффициента пропускания УЗ колебаний на границе контролируемое изделие — УЗ катящийся преобразователь от величины неровностей на поверхности контролируемого изделия. 15

На фиг. 1 схематично представлен

УЗ катящийся преобразователь, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг..1.

УЗ катящийся преобразователь содер-2О жит два концентрично расположенных эластичных резонатора 1 и 2, выполненных в виде цилиндрических труб, и установленный между ними упругий трубчатый пленочный пьезоэлектричес- 25 кий элемент 3. Преобразователь также содержит размещенный на внешней цилиндрической поверхности наружного резонатора 1 эластичный звукопрозрачный протектор 4, размещенный на внутренней цилиндрической поверхности внутреннего резонатора 2 эластичный поглотитель 5 и жесткий вал 6, ось которого совпадает с осью вращения преобразователя.

УЗ катящийся преобразователь работает следующим образом.!

В качестве пьезоэлектрического элемента 3 используется, например, 4р поливинилиденфторидная пленка толщиной 3 = 50 мкм, в качестве материала резонаторов 1 и 2 — полиэфируретан марки ОКУ-В с твердостью по Шору

97 ед., в качестве материала протек- 45 тора — полиэфируретан с твердостью по Шору 15 ед., а в качестве материала поглотителя 5 — пористая резина. Акустический импеданс нолиэфируретана близок к акустическому импендансу полимерного пьезоматериала, это повышает эффективность работы резонаторов 1 и 2. Резонаторы 1 и 2 имеют одинаковую толщину Ь=З мм (h»8), а периметр и ширина пьезоэлектрического элемента 3 равны соответственно b u

Н. Рабочие частоты f УЗ катящего преобразователя определяются его геометрическими размерами из выражений: с с с — f = — f

4h а 2b з 2H где с — скорость распространения УЗ колебаний в материале резонаторов 1 и 2.

УЗ,катящийся преобразователь устанавливается на поверхность контролируемого изделия .7 и сканирует ее.При сканировании пьезоэлектрический элемент 3 вместе с резонаторами 1 и 2 катится по поверхности изделия 7.

Постоянно действующее при контроле усилие поджатия P воздействующее на вал 6, обеспечивает деформацию резонаторов 1 и 2, элемента 3 и поглотителя 5.

Деформирование резонаторов 1 и 2 и элемента 3 не изменяет их параметров, а изменяет только форму. При диаметре преобразователя 60 мм и его ширине 30 мм при изменении усилия поджатия от О до 15 кгс площадь акустического контакта увеличивается до

15 см2 . Широкая диаграмма направленности преобразователя обеспечивает излучение и прием УЗ колебаний, не несущих информации о дефектности изделия 7, что, в первую очередь, относится к поверхностным волнам, в частности — при контроле многослойных изделий — антисимметричным волнам Лэмба.

Сужение диаграммы направленности за счет увеличения площади акустического контакта преобразователя позволяет снизить излучение и прием помеховых сигналов. Особенно эффективно УЗ катящийся преобразователь позволяет устт ранить влияние антисимметричной волны

Лэмба, распространяющейся по покрытию или корпусу контролируемого изделия.

Осуществляется это установлением размера акустического контакта вдоль направления распространения помеховой волны, равным ее длине, т.е. длине волны УЗ колебаний помеховой волны, что осуществляется путем изменения усилия прижатия P. Увеличение площади акустического контакта также приводит к тому, что при контроле изделий с неровностями на поверхности происходит незначительное относительное изменение площади акустического контакта в ходе сканирования.

Формула изобретения

Ультразвуковой катящийся преобразователь, содержащий два резонатора,, установленный между ними пленочный

1430874 авиа 2

Составитель В. Гондаревский

Техред JI.Ñåðäþêoâà Корректор М. Шароши

Редактор М. Циткина

Заказ 5338/47 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 пьезоэлектрический элемент и эластичный звукопрозрачный протектор, о т— л и ч а ю щ и и с,я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, резонаторы и пьезоэлектрический элемент выполнены в виде концентричных эластичных цилиндрических труб, а протектор размещен на внешней цилинд5 рической поверхности наружного резонатора.