Ультразвуковой преобразователь
Патент 819708
Авторы
Классы МПК
Ультразвуковой преобразователь
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскик
Социалистически к
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ои819708 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0106.79 (2! ) 2774437/25-28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 0704.81. Бюллетень № 1З (51)М. Кл.
G 01 N 29/04
Государственный комитет
СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК б20.179. .16(088.8) Дата опубликования описания 17 ° 04 ° 81 (72) Авторы изобретения
А.С.Кицанов и И.Н.Козлов (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
2 = Г2 . У у
S=S
30
Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и может быть применено при ультразвуковой бесконтактной дефектоскопии.
Известен бесконтактный ультразвуковой преобразователь, содержащий ультразвуковой излучатель, который излучает колебания в направлении контролируемой среды, и приемник, который принимает прошедшие через среду колебания, по степени затухания этих колебаний судят о параметрах контролируемой среды (1J .
Однако этот преобразователь не позволяет контролировать крупногабаритные изделия.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус, размещенные в нем пьезопластину, согласующий четвертьволновой слой и мембрану (2j .
Применение в качестве мембраны тонкой перфорированной пластины несколько повышает эффективность ультразвукового преобразователя. Однако перфорированные пластины не позволяют полностью компенсировать снижение эффективности бесконтактных ультразвуковых преобразователей с согласующим четвертьволновым слоем, не удовлетворяющим условие максимальной акустической прозрачности этого слоя где Z — удельный акустический им2 педанс согласующего четвертьволнового слоя;
2, и ZS — удельный акустический импеданс пьезоэлемента и воздуха соответственно. целью изобретения является по15 вышение эффективности.
Поставленная цель достигается тем, что согласующий четвертьволновой слой со стороны рабочей поверх-. ности выполнен с коническими углублениями, а торцовые поверхности выступов расположены друг от друга на расстоянии, не большем половины длины изгибной ультразвуковой вол.ны В мембране на рабочей частоте, причем площадь торцовой поверхности согласующего слоя выбрана иэ условия
819708 где S
М площадь рабочей поверх- ности мембраны;
Z, Z, Z3 — удельные акустические импедансы материалов пьезоэлемента, согласующего слоя и газовой среды соответственно.
На чертеже изображен предлагаемый ультразвуковой преобразователь, разрез. Преобразователь состоит из !О пьезоэлемента 1, четвертьволнового согласующего слоя 2, корпус 3 и мембраны 4.
Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом. При изучении ультразвуковых колебаний бесконтактным преобразователем выступы в согласующем слое 2 выполняют роль элементарных трансформаторов амплитуды ультразвуковых колебаний.
При этом амплитуда колебаний рабочей 20 поверхности выступов согласующего слоя 2 становится в Д раз больше амплитуды колебаний рабочей поверхности согласующего слоя, имевшей.место до нанесения в нем углублений. Колебания рабочей поверхности выступов согласующего слоя передаются мембране 4, которая начинает колебатьс,:. синфазно всеми своими точками при условии, что торцовые поверхности выступов расположены друг от друга на расстоянии, не больше половины длины изгибной ультразвуковой волны в мембране на рабочей частоте. Это приводит к тому, что амплитуда ультразвуковых колебаний в газовой среде увеличится вф /S раз по сравнению с известным преобразователем с согласующим слоем.
Предлагаемый преобразователь может работать и в режиме приема. 40
При этом амплитуда принимаемого сигнала тоже возрастет в g /ß раз по сравнению с известным преобразователем с согласующим слоем.
Предлагаемый. ультразвуковой преобразователь позволяет повысить эффективность контроля крупногабаритных изделий, особенно из полимерных материалов.
Формула изобретения
Ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус, размещенные в нем пьезопластину, согласующий четвертьволновой слой и мембрану, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, согласующий четвертьволновой слой со стороны рабочей поверхности выполнен с коническими углублениями, а торцовые поверхности выступов расположены друг от друга на расстоянии, не большем половины длины из=ибной ультразвуковой волны в мембране на рабочей частоте, причем площадь торцовой поверхности согласующего слоя выбрана из условия М где S — площадь рабочей поверх "1 ности мембраны;
Z,,Z, 7 — удельные акустические ! импедансы материалов пьезоэлемента, согласующего слоя и газовой струи соответственно.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 5979б2, кл. 6 01 и 29/04, 1978.
2. Доклады Ч ц Всесоюзной конференции по неразрушающим физическим методам и средствам контроля, 7-10 июня 1977, с. 444-447 (прототип).
819708
Составитель Р.йосканян .Редактор Т.Зубкова ТехредЖ.Кастелевич КорректарМ.лароши
Заказ 1371/23 Тираж 907 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Х-35, Раушекая наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,