Изобретение относитс к еразр тающему контролю и может быть использовано при контроле качества л товых конструкций, например, методом акустической эмиссии. Известен пьезоэлектрический пре образователь дл приема волн Лэмба в металлах, содержащий пьезоэлемен Причем рабочей поверхностью преобр зовател вл етс одна из плоскостей пьезоэлемента, перпендикул рна направлению его пол ризации 1. Недостатком преобразовател вл етс отсутствие селективности при ма волн Лэмба различных групп пор д ков, что приводит к ошибкам в определении координат источника акустической эмиссии. Наиболее близким к изобретению вл етс пьезоэлектрический преобразователь дл приема второй симмет ричной волны Лэмба в металлах, содержащий насадку из оргстекла и установленный на ней пьезоэлемент. Причем насадка выполнена в виде пирамиды , основание которой вл етс рабочей поверхностью, боковые грани наклонены к нему так, чтобы преломленные вторые симметричные волны Лэмба были нормальны этим гран м, а пьезоэлемент разбит на части, кажда из которых устанавливаетс на одной из боковых граней 2. Недостатком известного преобразо вател вл етс отсутствие равномер ной круговой диaгpaммI.J направленнос ти, обусловленное пирамидальной фор мой насадки. i Цель изобретени - создание равн мерной круговой диаграммы направлен ности преобразовател . Эта цель достигаетс тем, что в пьезоэлектрическом преобразователе дл приема второй симметричной волны Лэмба в металлах, содержащем насадку из оргстекла и установленный на ней пьезоэлемент, насадка выпол нена в форме тела вращени с двум па Заллельными круговыми поверхност ми, перпендикул рными оси тела, на одной из которых установлен пьезоэлемент диаметром о1 , диаметр другой - рабочей равен (2,4-2,8|cf , рассто ние между параллельными поверхност ми выбрано не менее 2 о , а бокова поверхность насадки представл ет собой поглотитель ультразв ковых колебаний. На фиг.1 представлена принципиальна схема пьезоэлектрического преобразовател ; на фиг.2 - то же, другой вариант. Пьезоэлектрический преобразопаталь дл приема второй симметричной волны Лэмба в металлах содержит насадку 1 из оргстекла и установленны на ней пьезоэлемент 2. Насадка 1 выполнена в форме тела вращени , например усеченного, с двум парал- i лельными круговыми поверхност ми 3 и 4, перпендикул рными оси тела. На поверхности 3 установлен пьезоэлемент 2 диаметром d. Толщина пьезоэлемента выбираетс из услови равенства его рабочей частоты f отношению 1,8 , где С - скорость поперечной волны в металле, ah- толщина металла.. Приведенное требование обусловлено выбором такой частоты, на которой, бы наблюдались большое значение фазовой скорости второй симметричной волны Лэмба / 2 , 3 С . , малое значение дисперсии фазовой и групповой скоростей этой волны в то же врем большое значение дисперсии скоростей других волн или больша разница с ними в фазовой скорости. Диаметр рабочей поверхности 4 равен (2,4-г -й,8М , так как преломленные в насадке 1 вторые симметричные волны Лэмба распростран ютс в ней в виде продольных волн под углом cL к ее оси 20 г24°. Рассто ние Н между поверхност ми 3 и 4 можно рассчитать по. формуле (t ot--t pj, где j6 - угол между осью насадки 1 и преломленной волной Лэмба, фазова скорость которой близйа к скорости второй симметричной волны. В этом случае при выбранной рабочей частооге действенное значение может иметь только угол преломлени первой антисимметричной волны Лэмба, так как всшны нулевых пор дков имеют слишком малое значение фазовой скорости , а волны остальных групп и :пор дков очень большую дисперсию скоростей. Поэтому дл основного класса металлов и оргстекла высоту Н можно прин ть равной удвоенному диаметру пьезоэлемента 2. Бокова поверхность насадки 1 представл ет собой поглотитель ультразвуковых колебаний и может быть снабжена демпфером 5. В варианте исполнени преобразовател (фиг.l поглотитель ультразвуковых колебаний представл ет собой демпфер 5. В другом варианте исполнени преобразовател (фиг.2 поглотитель ультразвуковых колебаний представл ет собой ловушку, образованную боковой поверхностью и по- верхность 3, которые в свою очередь также могут быть снабжены демпфером 5. Пьезоэлектрический преобразователь дл приема второй симметричной волны Лэмба в металлах работает следующим образом. Насадка 1 своей рабочей поверхностью 4 устанавливаетс на контролируемый объект 6, представл ющий собой лист металла, и входит с ним в акустический контакт. ВозникающиеThe invention relates to expanding control and can be used to control the quality of fly structures, for example, by the method of acoustic emission. A piezoelectric transducer for receiving Lamb waves in metals, containing piezoelements, is known. Moreover, the transducer's working surface is one of the piezoelectric planes perpendicular to its polarization direction 1. A disadvantage of the transducer is the lack of selectivity of Lamb waves with different order groups, leads to errors in determining the coordinates of the source of acoustic emission. Closest to the invention is a piezoelectric transducer for receiving the second symmetric Lamb wave in metals, containing a plexiglass cap and a piezoelectric element mounted on it. Moreover, the nozzle is made in the form of a pyramid, the base of which is a working surface, the side faces are inclined to it so that the refracted second symmetric Lamb waves are normal to these faces, and the piezoelectric element is divided into parts, each of which is installed on one of the side faces 2. A disadvantage of the known transducer is the lack of a uniform circular pattern I.J of directionality, due to the pyramidal shape of the nozzle. i The purpose of the invention is to create an even-sized pie chart of the transducer. This goal is achieved by the fact that in a piezoelectric transducer for receiving a second symmetric Lamb wave in metals, containing a plexiglass nozzle and a piezoelectric element mounted on it, the nozzle is in the form of a rotating body with two pas Sable circular surfaces perpendicular to the body axis on one of which a piezoelectric element with a diameter o1 is installed, the diameter of the other is equal to the working one (2.4-2.8 | cf, the distance between parallel surfaces is not less than 2 o, and the side surface of the nozzle is an ul Figure 2 shows a schematic diagram of a piezoelectric transducer, another variant is shown in Figure 2. A piezoelectric transducer for receiving a second symmetric Lamb wave in metals contains a Plexiglas nozzle 1 and a piezoelectric element 2 is mounted on it. in the form of a rotational body, for example truncated, with two parallel circular surfaces 3 and 4, perpendicular to the axis of the body. On the surface 3 there is a piezoelectric element 2 with a diameter d. The thickness of the piezoelectric element is chosen from the condition of equality of its operating frequency f to 1.8, where C is the velocity of the transverse wave in the metal, ah is the thickness of the metal .. The given requirement is due to the choice of a frequency at which a large value of the phase velocity of the second symmetric Lamb wave would be observed / 2, 3 C. , a small value of the phase and group velocity dispersions of this wave at the same time a large value of the velocity dispersion of other waves or a large difference with them in the phase velocity. The diameter of the working surface 4 is equal to (2.4-gth, 8M, since the second symmetric Lamb waves refracted in nozzle 1 propagate in it in the form of longitudinal waves at an angle cL to its axis 20 g24 °. The distance H between the surfaces 3 and 4 can be calculated by the formula (t ot - t pj, where j6 is the angle between the axis of the nozzle 1 and the refracted Lamb wave, whose phase velocity is close to the speed of the second symmetric wave. In this case, with the selected working frequency, only the angle of refraction of the first antisymmetric Lamb wave, since for the main class of metals and plexiglass, the height H can be equal to twice the diameter of the piezoelectric element 2. The lateral surface of the nozzle 1 is an absorber of ultrasonic oscillations and can be equipped with a damper 5. In the embodiment of the transducer (FIG. 1, the ultrasonic vibration absorber is a damper 5. In another embodiment, the transducer (FIG. 2 glotitel ultrasonic vibration is trapped by the side surface and the The surface 3 which, in turn, may also be provided with a damper 5. The piezoelectric transducer for receiving the second symmetric Lamb waves in metals operates as follows. The nozzle 1 with its working surface 4 is placed on the object to be monitored 6, which is a sheet of metal, and comes into acoustic contact with it. Arising
в контролируемом объекте б источники акустической эмиссии возбуждают в листе волны Лэмба. Последние, распростран сь по контролируемому объекту б, проход т под преобразователем и преломл ютс в насадке 1, образу продольные волны, распростран ющиес под углом к оси насадки 1, который определ етс фазовой скоростью волны Лэмба. Конструктивные размеры насадки. 1 выбраны таким образом что на поверхность. 3, на которой установлен пьезоэлемент 2, попадают только преломленные волны частотой р, вызванные второй симметричной волной Лэмба. Все остальные преломленные волны частотой р попадают на боковую поверхность насадки 1, где они поглощаютс демпфером 5. По павшие на пьезоэлемент 2 ультразвуко1Вые колебани навод т в нем ЭДС, котора усиливаетс и обрабатываетс соответствующей аппаратурой (не показана ).in a controlled object b, acoustic emission sources excite Lamb waves in a sheet. The latter, propagating through the controlled object b, pass under the transducer and are refracted in the nozzle 1, forming longitudinal waves propagating at an angle to the axis of the nozzle 1, which is determined by the phase velocity of the Lamb wave. Constructive dimensions of the nozzle. 1 selected so that the surface. 3, on which the piezoelectric element 2 is mounted, only refracted waves with a frequency p, caused by the second symmetric Lamb wave, fall. All other refracted waves with a frequency p fall on the side surface of the nozzle 1, where they are absorbed by the damper 5. Ultrasonic vibrations that fall on the piezoelement 2 induce emf in it, which is amplified and processed by the corresponding apparatus (not shown).
Таким образом, предлагаемый пьезоэлектрический преобразователь дл приема второй симметричной волны Лэмба в металлах обладает равномерной круговой диаграммой направленности , благодар тому, что насадка выполнена в форме тела вращени с двум параллельными круговыми поверхност ми , перпендикул рныг «и оси тела , на одной из которых установлен пьезоэлемент, другой вл етс рабочей , а бокова поверхность насадки представл ет собой поглотитель ультразвуковых колебаний, а также благодар определенным конструктивным размерам насадки, определ ег ым диаметром используемого пьезоэлемента.Thus, the proposed piezoelectric transducer for receiving a second symmetric Lamb wave in metals has a uniform circular pattern, due to the fact that the nozzle is made in the form of a body of rotation with two parallel circular surfaces perpendicular to the body and the axis of the body, one of which is equipped with a piezoelectric element The other is working, and the side surface of the nozzle is an absorber of ultrasonic vibrations, as well as due to certain design dimensions of the nozzle. , determined by its diameter of the used piezoelectric element.