Ультразвуковой преобразователь сдвиговых волн
Патент 876201
Авторы
Ультразвуковой преобразователь сдвиговых волн
Иллюстрации
Реферат
9.
8) (72) Авторы изобретения
Л.В.Юозонене, С.И. Саяускас и О.В. Серейкайте
Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (7I) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
СДВИГОВЫХ ВОЛН
Изобретение, относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано для контроля материалов и изделий, в том числе,и биологических объектов.
Известен. ультразвуковой преобразователь сдвиговых волн, содержащий пьезоэлемент с. электродами и волновод с вырезом, образующим прямой двухгранный угол для размещения пьезоэлемента, один из электродов ко торого -имеет акустический контакт с гранью этого угла и образует угол
45 с плоскостью волновода El).
Недостатком этого преобразователя
19 является низкая точность измерений и малая интенсивность сдвиговых волн, обусловленная наличием продольных волн.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ультразвуковой преобразователь сдвиговых волн, содержащий жидкостную . призму, контактирующий с ней пьезоэлемент, твердотелую призму, предна наченную для контакта с исследуемой средой (2);
Недостатком известного преобразователя является низкая чувствительность контроля. г
Цель изобретения — повышение чувствительности.
Эта цель достигается тем, что острый угол cL жидкостной призмы выбран из условия где С вЂ” скорость продольных волн 1 в жидкостной призме;, Ст — скорость сдвиговых волн в твердотелой призме, твердотелая призма выполнена прямоугольной с равными сторонами, а ма- териал ее и жидкостной призмы выбран из условия где Я вЂ” плотность жидкости призмы;
P -.плотность материала твердотелой призмы.
На чертеже представлена схема ультразвукового преобразователя.
Преобразователь содержит пьезоэлемент 1 продольных волн, жидкостную призму 2, твердотелую призму 3, корпус 4, обеспечивающий герметич ность жидкостной призмы 2. преобразователь работает следую- .
l щим образом.
Пьезоэлемент 1 излучает продольные акустические волны 6 в жидкостную призму 2, которые распространяются со скоростью С1 . Прошедшие
1 через границу раздела между призмами 2 и 3 продольные волны 6 преломляются в твердотелой призме 3 под углом Q = 45 и полностью трансформируются в сдвиговые волны 7, распространяющиеся в твердотелой призме 3 со скоростью С, . При этои преломленных продольных волн в призме 3 не .существует, так как при ф = 45 коэффициент прозрачности продольных волн равен нулю. Кроме того, при выполнении условий
Формула изобретения
Ультраэвуковои преобразователь сдвиговых волн, содержащий жидкостную призму, контактирующий с ней пьезоэлемент,, твердотелую призму, предназначенную для контакта с исследуемой
20 средой, отличающийся теи, что, с целью повышения чувствительности, острый угол,d- жидкостной призмы выбран из условия с
d.Ô s
7тс,, где С1, — скорость продольных волн
1 в жидко ст ной приз ме;
С1- — скорость сдвиговых волн в твердотелой призме, твердотелая призма выполнена прямоугольной с равными сторонами, а материал ее и жидкостной призмы выб-, ран из условия
0 (— "(1
Ст
876201 продольных волн б,излучаемых пьеэо.преобраэователем 1.
Таким образом, при хорошем акустическом контакте предлагаемого датчика сдвиговых волн с контролируемой средой.5 в ней возбуждаются мощные сдвиговые волны 8, так как в этом случае вся энергия, излучаемая пьезопреобразователем 1, переходит в
1о среду 5. с „
11 О(— "(Я
Ст не существует также отраженных от границы раздела между призмами 2 и
3 продольных волн, так как коэффициент отражения продольных волн в том случае равен нулю.
Поэтому в призме 3 распространяются только сдвиговые волны 7, которые, если пренебречь потерями в материапах призм, получают всю энергию где У„ — плотность жидкостной призиН
Я вЂ” плотность материала твердотелой призмы.
Источники информации, 45,принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
У- 503602, кл. В 06 В 1/06, 1971.
2. Труды Всесоюзной межвузовской конференции по вопросам ультразвуко50 вой спектроскорости. r. Каунас, 18-20 июня 1969, с. 60-61 (прототип), 876201
Составитель Т. Головкина
Редактор Н . Кешеля Техред М. Голинка Корректор Н. Швидкая
Заказ 9435/7 Тираж 530 Подписное
ВНИИПИ- Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент". г. Ужгород, ул. Проектная, 4