PL59899B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.Y.1970 KI. 42 s, 1/06 MKP B06b t\ob UKD Twórca wynalazku: prof. dr inz. Leszek Filipczynski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Podstawowych Pro¬ blemów Techniki), Warszawa (Polska) Szerokopasmowy, piezoelektryczny przetwornik ultradzwiekowy Przedmiotem wynalazku jest szerokopasmowy, piezoelektryczny przetwornik ultradzwiekowy sto¬ sowany w takich urzadzeniach ultradzwiekowych, jak np. defektoskopy ultradzwiekowe itp.Znane dotychczas przetworniki ultradzwiekowe, wykonane z krysztalów piezoelektrycznych lub z piezoelektrycznej ceramiki np. z ceramiki z tytania¬ nu baru, maja ksztalt plytek o przynajmniej dwóch równoleglych powierzchniach. Do powierzchni tych, które sa najczesciej pometalizowane, doprowadza sie zmienne w czasie napiecie elektryczne. Wskutek tego przetwornik drga, wykazujac przy tym ostry rezonans, który ogranicza pasmo czestotliwosci sy¬ gnalów elektrycznych przetwarzanych na sygnaly ultradzwiekowe.W celu rozszerzenia krzywej rezonansowej prze¬ twornika na jego powierzchnie, lezaca naprzeciw plaszczyzny promieniujacej, naklada sie specjalne masy tlumiace wykonane z zywic zmieszanych ze sproszkowanym wolframem. Masy te musza miec odpowiednio dobrany sklad, tak aby byly aku¬ stycznie dopasowane do przetwornika, a ponadto, by tlumily fale ultradzwiekowe, które do ich wnetrza wnikaja.Technologia wykonywania takich mas jest zlozona i pracochlonna. Ponadto przy mniejszych czesto¬ tliwosciach, przy których wlasnosci absorbcyjne mas sa mniejsze niz przy czestotliwosciach wiek¬ szych, wymiary masy tlumiacej musza byc odpo¬ wiednie duze. Powieksza to wymiary glowicy ultra- 10 15 20 25 30 dzwiekowej, w która wbudowany jest przetwornik, co jest dalsza wada takiego rozwiazania.Celem wynalazku jest takie uksztaltowanie sa¬ mego przetwornika aby uzyskac szeroka krzywa rezonansowa bez nakladania mas tlumiacych, wzglednie przy nakladaniu niewielkiej ilosci masy tlumiacej.Istota piezoelektrycznego przetwornika ultra¬ dzwiekowego wedlug wynalazku, majacego ksztalt plytki, jest to, ze powierzchnia lezaca naprzeciw powierzchni promieniujacej jest nachylona w sto¬ sunku do tej ostatniej albo jest pofaldowana regu¬ larnie lub nieregularnie, a róznica miedzy naj¬ wieksza gruboscia i najmniejsza gruboscia plytki jest wieksza niz piec procent sredniej grubosci plytki.Dzieki zwiekszeniu szerokosci krzywej rezonan¬ sowej przetwornika uzyska sie mozliwosc generacji i odbioru impulsów ultradzwiekowych o mniejszym czasie trwania, a zatem zwiekszenie rozdzielczosci ultradzwiekowych urzadzen stosowanych na przy¬ klad do diagnostyki medycznej, czy tez w defekto¬ skopach ultradzwiekowych.Ponadto dodatkowym skutkiem takiego rozwia¬ zania bedzie miniaturyzacja glowic ultradzwieko¬ wych, w których wbudowane sa przetworniki ultra¬ dzwiekowe, gdyz wymiary mas tlumiacych nakla¬ danych na przetworniki przekraczaja obecnie wielo¬ krotnie wymiary samych przetworników.Przyklad wykonania wynalazku jest ponizej ob- 5989959899 3 jasniony w oparciu o rysunek, którego fig. 1 przed¬ stawia przetwornik ultradzwiekowy o nachylonych powierzchniach, a fig. 2 i fig. 3 przedstawiaja prze¬ twornik z pofaldowanymi powierzchniami.Warunkiem podstawowego rezonansu przetwor¬ nika w ksztalcie plytki jest to, aby grubosc prze¬ twornika d byla równa pól dlugosci fali ultra¬ dzwiekowej X, to jest d = A./2.W przetworniku przedstawionym na fig. 1 po¬ wierzchnia 1, lezaca naprzeciw powierzchni pro¬ mieniujacej 2, nie jest do tej plaszczyzny równo¬ legla, lecz wzgledem niej nachylona i grubosc przetwornika d jest zmienna w granicach od dA do d2. W tym zakresie grubosci, rozklada sie nie jedna lecz szereg* polówek dlugosci fal. Z tego tez powodu warunek rezonansu zostaje rozszerzony na pewien zakres dlugosci fal, uzalezniony od wartosci dA i d2. Tak wiec krzywa rezonansowa przetwor¬ nika zostaje odpowiednio rozszerzona i przetwor¬ nik przetwarza wskutek tego szerokie pasmo czesto¬ tliwosci sygnalów elektrycznych na sygnaly ultra¬ dzwiekowe i odwrotnie sygnalów ultradzwiekowych na elektryczne.Rozszerzenie krzywej rezonansowej przetwornika uzyskuje sie przez regularne pofaldowanie po- 10 20 25 wierzchni przetwornika lezacej naprzeciw po¬ wierzchni promieniujacej 3 jak to pokazano na fig. 2.Ten sam efekt uzyskuje sie równiez przez nie¬ regularne pofaldowanie powierzchni przetwornika lezacej naprzeciw powierzchni promieniujacej 4 jak to pokazano na fig. 3.Róznice miedzy najwieksza gruboscia d2 i gru¬ boscia najmniejsza sredniej grubosci plytki, gdyz wtedy róznice te sa porównywalne z dlugoscia wystepujacej w prze¬ tworniku fali, co jest warunkiem rozszerzenia krzy¬ wej rezonansowej przetwornika. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Szerokopasmowy, piezoelektryczny przetwornik ultradzwiekowy w ksztalcie plytki znamienny tym, ze powierzchnia lezaca naprzeciw powierzchni pro¬ mieniujacej jest wzgledem tej ostatniej nachylona albo tez jest pofaldowana regularnie lub nieregu¬ larnie a róznica miedzy najwieksza gruboscia (d2) i najmniejsza gruboscia (di) plytki jest wieksza niz piec procent sredniej grubosci plytki. m 2 FIG. 3 WDA-1. Zam. 4474. Naklad 220 egz. PL