Способ контроля качества поверхности пьезоэлектрика

Способ контроля качества поверхности пьезоэлектрика

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к исследованию материалов с помощью поверхностных акустических волн (ПАВ) и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии. Цель изобретения - повышение чувствительности . Цель достигается за счет того, что излучают навстречу друг другу импульсы с задержкой Ati l/v, где I - расстояние между точками возбуждения; v - скорость распространения ПАВ, облучают исследуемую поверхность пьезоэлектрическими импульсами электронного пучка длительностью т d/v, где d - размер участка с задержкой At2 относительно второго (задержанного ) импульса ПАВ, Ata h/v, где h - расстояние между ближайшей границей исследуемого участка и точкой возбуждения этого импульса, а длительности ц и г первого и второго импульсов выбраны из условий: ti , 12 /v. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) (5()5 G 01 N 29/00 л9 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТО РС КО МУ С В ИДЕТЕЛ Ь CTBY

, .- - Изобретеййе относится к области исс-... значной оценки размеров йовреждейного ледойайия мат|риалов с помощью,техники участка и степени поврежденйя. :поверхностных акустических волн (ПАВ} и может быть использовано в ультразвуковой ".... Наиболее близким по технйческой сущдефектоскопии, - " :-::::-. ".:;:::":::. ""Ности к изобретению является способ контИэвестен способ контроля качества по--: " роля качества поверхности йьезоэлектрика верхности пьезоэлектрика с помощью тех- с помощью техники ПАВ, основанный на нйки ПАВ, осйованный на определвйии изменении амплитуды сигнала свертки в частотного сдвигй автогенератора на ПАВ- ПАВ-конвольвере, выйолнейном на звуко фильтре. Способ заключается в том, что при ". проводе из йселедуейогб" пьезоэлектрйка, прохо)кДейии ПАВ riо неоднородной пьер- Способ заключается в том, что в исследуе- ние скоростй - волны, что вызывает . ют ультразвуковые импульсы одночасизменение частоты автогвнератора, выпбл-:.. тотных ПАВ. определенной длйтельности; ненного на фильтре из-исследуемого пьезо- принимают результируащий сигнал свертэлектрика,, —. Ки на удвоенной частоте, обусловленный неОднако функциональные возможности линейным взаимодействием ультразвукоданного способа ограничены из-за неодно- . вых импульсов, измеряют амплитуду сигна4

1...., 2 (21) 4813280/28 - — .:: .стических волн (ПАВ) и может быть исполь- (22) 10;04;90 ::....., ....., .:.. зовано в ультразвуковой дефектоскопии. (46) 15,07.92, Бюл, N 26 : Цель изобретения — повышение чувстви(71) Институт электроники АН БССР.: . тельности. Цель достигается за счет того, (72) С. Б,Здоровцев .: .,, .: ..:.: чтоизлучаютнайстречудругдругуимпульсы (53) 620 179,16(088,8), . : с задержкой ht> =!/У, где t — расстояние (56) Валашка Р, идр. Прйменение поверхно- . между точками возбуждения; v — скорость стных акустических волн для изучения имп- распространения ПАВ, облучают исследуелантированных слоев твердых тел. Тематич.. мую-поверхность пьезоэлектрическйми имсборникнаучныхтрудоввузовЛит.ССР;Фи- пульсами электронного пучка длйтель- зйческая электроника. Вильнюс,1980, с,87- ностыо т= d/v, где d — размер участка с

94. -.: " "= :. :: "::,,: -.:- .::,:,: " ::.:.::.:::: задержкой Atz отйосительно второго (за; - Авторское свидетельство СССР .. ....:: держанного) импульса ПАВ, A2 = htv, где h

М, 1635119, кл. 6 01 N 29/00; 1989.. -: . -- расстояййе между ближайшей границей (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧ ЕСТВА ПО- исследуемого участка Й точкой возбуждейия

: ВЕРХНОСТИ ПЬЕЗОЭЛЁКТР|лКА,: этого импульса, а длительности | и | пер-материалов с помощью поверхностных аку- влй: т) 2!/v, iz 1/v. 1 ил.

Ф

) 1748042 ла свертки, по .которому судят о качестве исследуемой поверхйости.

Однако чувствительность известного способа, определяемая эффективностью нелинейного взаимодействия ПАВ в пьезоэлектрике, невысока.

Цель изобретения - повышение чувствительности за счет использования механизма нелинейного акубтоэлектронного

Фзаимод<ействия ПАВ с вторичными элект ронами на поверхности йьезоэлектрика, Сущность изобретения состоит в том, что на участке исследуемой поверхности пьезоэлектрика навстречу друг другу излу чают первый и второй импульсы ПАВ, реги ":стрируют сигнал свертки этих имйульсов, по, величине амплитуды кбторого определяют параме р качества поверхности, Длительность первого и второго импульс6в tt, tz выбира1от из ycrioâëÿ:

t< ="2!/v; . " .

) /ч где1- расстояйие между точками возбуждения импульсов ПАВ;

v ñêoðîñòü ПАВ на исследуемой повер хно сги.

Причем"второй импульс излучают с задержкой относительно первого ймпульса, величина At< которой составляет At = I/÷.:

В процессе контроля исследуемую по- верхность пьезоэлектрика облучают импульсами электронного пучка длительн Ьсть ю t, ра вной: . -:. .;: .,:::::---":.. -:::.--: - -.

i=- d/v, где б — размер исследуемого участка, с задержкой Atz относителЬйб "второго NMпульса ПАВ, равной;

At2 = h/ч, где h - расстояние между ближней границей исследуемого участка и точкой возбуждения этого имйульса, В отличие от прототипа, где свертка сигналов обусловлена мехайизмом решетчатой нелинейнбсти пьезоэлектрика, в предло "Мнном сйособе используется механизм электронной нелинейности (нелинейный отклйк тока вторичных электронов на пьезопотенциалы ПАВ), что обеспечивает йовышение чувствлтельности способа, На чертеже представлена схема реализ аций спо"соба., 4

Схема реализации сйособа содержит исследуемый пьезоэлектрик, 1, первый и второй преобразователи 2 и 3 ПАВ соответственно,верхний электрод 4, нижний пара5 метрический электрод 5, электронную пушку 6, блоки 7, 8, 9 согласования, высокочастотные генераторы 10, 11; импульсные генераторы 12, 13 с регулируемой длйтельностью импульсов; селективный вольтметр

10 14 или измерительный осциллограф и регулируемые линии 15, 16 задержки, Способ осуществляют следующим образом, При подаче на преобразователь 2 ра15 диоимпульса длительностью t1, сформированного с помощью импульсного генератора 12, вйсокочастотного генератора 10 и блока 7 согласования, в пьезоэлектрике 1 возбуждается ультразвуковой

20 импульс такой же длительности в виде ПАВ частотой в. Пав, распространяясь вдоль поверхности пьезоэлектрика, достигает преобразователя 3 спустя некоторое время At>.При подаче йа преобразователь 3 с задерж25 кол tj радиоимпульса длительностью t2, сформированного с помощью генератора

12, высокочастотного генератора 11, регулируемой линии 16 задержки и блока 9 согласования, в пьезоэлектрике возбуждается

30 ультразвуковой импульс такой же частоты, задержаннйй по отношению к первому ультразвуковому импульсу, в виде ПАВ частотой . в, расйространяющейся навстречу.

ПАВ, возбужденной первым импульсом. В

35 результате по истечении времени At> после запуска первого радиоимпульса будет происходить взаимодейс гвие встречных ПАВ на разных участках поверхности пьезоэлек- . трика, При облучении исследуемой поверх40 ности электронным пучком, сформированным с помощью электронной пушки 6 и модулированным по току видеоимпульсами; поступающими с генератора 13, дли-. тельностью 7 и задержанного с помощью .

45 регулируемой линии 15 задержки относи- тельно второго ультразвукового импульса на время Atz, на исследуемом участке повер-: хности длиной cl происходит взаимодействие ПАВ с вторичными электронами, 50 выбитыми с поверхности пьезаэлектрика, В силу нелинейного характера акустозлектронного взаимодействия осуществляется свертка сигналов, возбуждающих ПАВ; на удвоенной частоте 2 а, Амплитуда напряже55 ния сигнала свертки определяется пьезопотенциалами ПАВ на исследуемой поверхности. которые зависят от пьезоэлектрических свойств материала, и значительно превосходйт амплитуду напряжения

1748042

Составитель И.Карасева

Техред M..Moðãåíòàë Корректор А.Ворович

Редактор M.Áàíäóðà

Заказ 2500 Тираж .. . . : : Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям"при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, yn,Ãàãàðèíà, 101

5 6 сигнала свертки в устройстве, реализующем первого импульса, величина Лт которой соизвестный способ. Таким образом осущест- ставляет br< = l/v, где! — расстояние между вляется повышение чувствительности спо- точками возбуждения импульсов поверхнособа контроля качества поверхности стной акустической волны v — скорость расВ пьезоэлектрика, . . .. : 5 пространейия последней на исследуемой поверхности, облучаат исследуемую поверФ о р мула и зоб р ете ния .- хнбсть йьезбэлектрика импульсами электСпособ контроля качества поверхности ройного пучка длительность т, равной г = пьезоэлектрика, заключающийся в том; что =d/v, где d — размер участка, с задержкой на участке исследуемой поверхности излу- 10 йр относительно второго ймйульса поверхчают навстречу друг другу первый и второй ностной акустической волны, равной AI2 = импульсы поверхностйой акустической вол- . =h/v, где h — расстояние между ближней

: ны, регистрируют сйгнал свертки этйх им- границей исследуемого участка и точкой пульсов, по величйне амплитуды которого.. возбуждения этого импульса, при длительопределяют параметр качества. поверхно- 15. йостях и первого и второго импульсов сти, отличающийся тем, что, с целвю . поверхностйой акустической волны соотповыщения чувствительности, второй им- ветственно, выбранных из условий t 21/v; пульс излучают с задержкой относительно ti Ы/v..