Ультразвуковой концентратор
Патент 925422
Авторы
Ультразвуковой концентратор
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<»>925422
Союз Советских
Соилалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.06.80 (21) 2935678/25-28 (51) М.Кл.з В 06 В 1/06
//G 01 N 29/04 с присоединением заявки—
Гасударственный комитет
СССР по делам изобретений
r, открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.05.82. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.82 (53) УДК 620.17 9.16:
:534.232
;(088.8) (72) Авторы изобретения
Г. Г. Добровольский, С. С. Тонкаль, Ю. Г. Камчатный, Э. А. Бакай, А. А. Барышников и 3. P. Малиновская
Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов АН Украинской СС и Киевский научно-исследовательский институт отоларингологии (71) Заявители (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНЦЕНТРАТОР
Изобретение относится к технике ультразвуковых неразрушающих испытаний и может быть использовано в медицинской диагностике и физиотерапии.
Известен ультразвуковой концентратор, содержащий корпус с полостью, заполненной средой, представляющий собой парабалоид вращения со сквозными отверстиями в вершине полости (Ц.
Недостаток такого концентратора заключается в том, что трудно поддерживать постоянный зазор между контролируемым изделием и выходным отверстием концентратора. Кроме того, такой концентратор нельзя применять для контроля изделий, не допускающих смачивания поверхностей контактными плоскостями.
Наиболее близким к предлагаемому концентратору является ультразвуковой концентратор, содержащий полый корпус, помещенный в него звукопровод и согласующую среду (2). Звукопровод выполнен из материала, акустически согласованного со средой, корпус — из материала с более высоким относительно среды акустическим сопротивлением, а форма кривой задана уравнением
4О 2Л
4D +, 2D
5 ъ г+ где D — диаметр отверстия для установки пьезоэлемента, равный его диаметру;
Х, Y — координаты кривой в прямоугольной системе координат с началом в вершине полости корпуса.
Недостатком этого концентратора является сложность технологии изготовле15 ния, обусловленная формой профиля полости корпуса.
Целью изобретения является упрощение технологии изготовления концентратора.
20 Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковом концентраторе, содержащем полый корпус, помещенный в него звукопровод и согласующую среду, звукопровод выполнен в виде полого кону25 са, угол в основании которого выбран достаточным для возбуждения поверхностной волны в материале звукопровода, толщина его стенки не меньше двух длин волн ультразвука, а согласующая среда помещена в полость конуса звукопровода.
925422
Вершина конуса звукопровода может быть выполнена в виде съемного наконечника из металла, стойкого по отношению к влаге и агрессивным жидкостям.
На фиг. 1 изображен ультразвуковой концентратор, разрез; на фиг. 2 — съемный наконечник звукопровода.
Ультразвуковой концентратор содержит корпус 1, звукопровод 2 и согласующую 10 среду 3. Звукопровод 2 выполнен в виде полого тонкостенного конуса и помещен в полость корпуса 1, при этом вершина конуса выступает из отверстия в вершине полости этого корпуса и является зоной кон- 15 центрации ультразвуковых волн. Выступающая часть звукопровода 2 может быть выполнена в виде съемного наконечника 4 из материала, стойкого по отношению к влаге и агрессивным жидкостям. 20
Ультразвуковой концентратор работает следующим образом.
Х„v
sin9= — "=—
Л о
Л вЂ” длина волны в согласующей среде 3;
Л вЂ” длина волны в звукопрово- 40 де 2; где
Пьезоэлемент излучает в среду 3 продольные ультразвуковые волны, которые, 25 достигнув поверхности звукопровода 2, преобразуются в поверхностные волны. Да-лее они распространяются по внутренней поверхности звукопровода 2 и достигают максимальной концентрации в вершине ко- 30 нуса. Угол 8, под которым продольная волна падает на поверхность раздела среды 3 и звукопровода 2, соответствует углу в основании конуса звукопровода и опре- деляется соответствующими длинами волн З5 или скоростями продольной волны в среде
3 и поверхностной волны в звукопроводе 2.
Он оказывается максимальным, когда г„ и о — скорости волн соответственно в среде 3 и в звукопроводе 2.
Угол О не зависит от частоты и определяется материалом, из которого изготовлены элементы концентратора. Очевидно, что толщина звукопровода 2 не меньше двух длин волн ультразвука достаточна для распространения поверхностной волны в нем, а передача энергии поверхностных волн в корпусе концентратора будет незначительной.
Простая геометрия концентратора, достигаемая подбором соответствующих материалов корпуса звукопровода и согласующей среды, позволит упростить технологию изготовления ультразвукового концентратора и использовать его в жидких агрессивных средах.
Формула изобретения
1. Ультразвуковой концентратор, содержащий полый корпус, помещенный в него звукопровод и согласующую среду, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления, звукопровод вь.полнен в виде полого конуса, угол в основании которого выоран достаточным для возбуждения поверхностной волны в материале звукопровода, толщина его стенки не меньше двух длин волн ультразвука, а согласующая среда помещена в полость конуса звукопровода.
2. Концентратор по п. 1, отличаюшийся тем, что вершина конуса звукопровода выполнена в виде съемного наконечника из металла, стойкого по отношению к влаге и агрессивным жидкостям.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР № 301185, кл. В 06B 3/00, .1975.
2. Авторское свидетельство СССР № 545924, кл, G 01 N 29/04, 1977.
925422
4crz. Е
Составитель Н. Слюсаренко
Техред А, Камышннкова Корректор И. Осиновская.Редактор,З. Бородкина
Tsu. Харак. фиа apeg. сПатентэ.Заказ 449/412 Изд. № 142 Тираж 499 Подписное
НПО сПонск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий
113035, Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5