Широкополосный пьезоэлектрическийпреобразователь
Патент 847524
Авторы
Широкополосный пьезоэлектрическийпреобразователь
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских, Социалистических
Республик и >847524
Ф г г (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.1079 (21) 2834772/18-10 (51) м. к.
Н 04 R 17/00
G N 29/04 с присоединением заявки ¹Государственный комитет
СССР по делам изобретений, и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 15.07,81. бюллетень №26
Дата опубликования описания 15.07.81 (53) УДК 534.232 (088.8) (72) Авторы изобретения
М.В. Королев и A.Е. Карпельсон (73) Заявитель (54) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПЬЕЗОЗЛЕКТРИЧЕСКИЙ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к ультразвуковой технике и может найти применение в области неразрушакщего контроля.
Известен пьезопреобразователь для неразрушающего контроля, выполненный в виде пьезоэлемента с компланарными электродами.
Однако данный преобразователь недостаточно чувствителен 11 .
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является широкополосный пьезопреобразовател, содержащий цилиндрический пьезоэлемент,,равномерно поляризованный вдоль 5 образукщей, и компланарные электроды (2)
Однако этот преобразователь также имеет недостаточную чувствительность из-.за искажений импульсов реакции 20 преобразователя .
Цель изобретения — повышение чувствительности преобразователя.
Поставленная цель достигается тем, что преобразователя снабжен 25 неполяризован ной пьезокерамической трубкой, внутри которой жестко закреплен цилиндрический пьезоэлемент, причем один электрод нанесен на торец цилиндрического пьезоэлемента, 30 а другой в виде кольца — на основание трубки.
На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый пьезопреобразователь; на фиг. 2 — вид- возбуждающего (а) и выходного (б) импульсов в известном преобразователе; на фиг. 3 — то же, в предлагаемом преобразователе.
Преобразователь состоит из пьезокерамического цилиндра 1, помещен ного с посадкой на клей внутрь неполяризованной пьезокерамической трубки 2. На одну из торцовых поверхностей трубки и цилиндра нанесены электроды 3 и 4. Стрелками показаны направления вектора Р поляризации и вектора Е напряженности возбуждающего электрического поля.
Преобразователь работает следующим образом.
Короткий однополярный импульс возбуждакщего электрического поля фиг. 2а, За) вызывает íà поверхности с электродами появление импульса акустического давления, который излучается в исследуемый объект, отражается, например от дефекта, и возвращается к преобразователю на поверхность с электродами, вызы847824
Формула изобретения фиС. 1 вая появление электрического выходного импульса.
При возбуждении известного преобразователя коротким однополярным электрическим импульсом на поверхности с электродами за счет пьезоэффекта возникает такой же короткий однополярный импульс акустического давления .
Но под разными электродами возникают акустические волны разных знаков.
Эти волны излучаются в исследуемый объект, отражаются например от внут- 1Р реннего дефекта, и возвращаются на пьезопреобразователь. Причем в первый момент времени каждая волна приходит на свой электрод {т.е. на электрод под которым она возникла), 15 и преобразователь за счет пьезоэффекта формирует короткий однополярный электрический сигнал. Однако за время распространения ультразвуковой волны по исследуемому объекту ;щ происходит ее расхождение, поэтому во второй момент времени на каждый из электродов приходит ультразвуковая волна, возникающая под "чужим" электродом, что приводит к формированию пьезопреобразователем электрического сигнала противоположной полярности. Таким образом, реакцией преобразователя на короткий однополярный возбуждающий импульс является более длинный двуполярный выходной импульс. Эти искажения ухудшают чувствительность преобразователя, а также уменьша.от достоверность контроля при дефектоскопии изделий. . В предлагаемом преобразователе З5 при возбуждении его коротким однополярным электрическим импульсом на поверхности с электродами (как и в известном) за счет пьезоэффекта возникает такой же короткий однопо- 4р лярный импульс акустического давления. Но теперь уже такой импульс возникает только в центральной поляризованной части преобразователя (в цилиндре). Этот импульс излучается в исследуемый объект, а затем возвращается к преобразователю.
Попадая на "свой" электрод, он вызывает появление короткого однополярного электрического импульса. Никакие другие импульсы на электроды преобразователя не приходят. Это
Объясняется тем, что в предлагаемом устройстве в неполяризованной пьезокерамической трубке не возникает никаких сигналов; ни акустических, ни электрических. Таким образом, реакцией предлагаемого пьезопреобразователя на короткий однополярный возбуждающий электрический импульс является такой же короткий однополярный вЫходной сигнала, а чем короче сигнал, тем выше резрешающая способность, а значит и чувствительность прибора.
Широкополосный пьезоэлектрический преобразователь, содержащий цилиндрический пьезоэлемент, равномерно поляризованный вдоль образующей, и компланарные электроды, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен неполяризованной пьезокерамической трубкой, внутри которой жестко закреплен цилиндрический пьезоэлемент, причем один электрод нанесен на торец цилиндрического пьезоэлемента, а другой в виде кольца — на основание трубки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 652808, кл. G 01 N 29/04, 1978.
2. Королев М.В. Пьезоэлектрические преобразователи с поверхностным возбуждением. — "Дефектоскопия", М 9, 1978, с. 13-19.
847524 фию. и
Фиг.3
Составитель B. Пирогов
Редактор Ю. Петрушко Техред M. Êîøòóðà Корректор Ю. Макаренко
Заказ 5529/86 Тираж 69& Подписное
BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4