SU1128165A1 - Ультразвуковой широкополосный преобразователь дл контрол физико-механических характеристик - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к нераэрушакщему контролю и может быть использовано дл  дефектоскопии и контрол  физико-механических характеристик материалов.

Известен ультразвуковой преобразователь , содержащий корпус и размещенную в нем пьезопластину переменной толщины с нанесенными на нее электродами. Однак Из торцовых поверх ностей пьезопластины выполнена с переменным радиусом кривизны таким образом , что рассто ние медлу торцовыми поверхност ми по направлению от кра  к центру уменьшаетс  по линейному закону р J.

Данный ультразвуковой преобразователь не имеет плоского участка амплитудно-частотной характеристики.

Известен ультразвуковой широкополосный преобразователь дл  контрол  физико-механических характеристик, содержащий пьезопластину со ступенчато измен ющимс  в соответствии с заданными параметрами преобразовател  геометрическим размером C2j| .

Недостатком известного широкополосного преобразовател   вл етс  низкое качество контрол , обусловленное тем, что в пьезопластине на различных частотах возбуждающего напр жени  резонируют лишь те зоны, толщина которых соответствует акустическому резонансу на данной частоте, поэтому излучение ft прием ультразвуковых колебаний различных частот производитс  только эти МИ зонами. Это приводит к искажению получаемой информации о состо нии кон тролируемой области и снижает качество контрол  при дефектоскопии спектрадьным методом скр-еплени  тонкостенных композитных корпусов с полимерными наполнител ми, коэффициент .затухани  УЗ-колебаний в которьЬс аномальйо высокий. 1 . Цель изобретени  - повышение каче:Ства контрол  за счет создани  общей дл  всех частот преобразовател  зоны излучени  и приема ультразвуковых колебаний. Цель изобретени  достигаетс  тем, что в ультразвуковом широкополосном преобразователе дл  контрол  физикомеханических характеристик, содержащвм пьезопластину со ступенчато измен ю1цимс  в соответствии с заданны . ми акустическими параметрами преобразовател  геометрическим размером.

пьезопластина выполнана осесимметричной со ступенчато-переменным диаметром .

На фиг. 1 изображена пьезопластина ультразвукового широкополостного преобразовател , имеюща  два резонансных размера; на фиг. 2 - амплитудно-частотна  характеристика ультразвукового широкополосного npe(j)6paзовател , пьезопластина которого име два резонансных размера; на фиг. 3 пьезопластина ультразвукового широкополосного преобразовател , имекща  три резонансных размера; на фиг..4 амплитудно-частотна  ха.рактеристика ультразвукового широкополосного преоразовател , пьезопластина которрго имеет три резонансных размера.

Пьезопластина 1 ультразвукового широкополосного преобразовател , амплитудно-частотна  характеристика которого имеет два максимума, разнесенные по шкале частот на определен-г ную величину, устроена следующим .образом . Из круглой пьезопластины 1 диаметром D вьфезаны симметрично две кольца, внешний и внутренний диаметр которого D и соответственно (фиг. 1). Размер вьгрезанных частей по дуге определ етс  центральным углом РИ этом оставшиес  части кольца имеют нейтральный угол d .

Размеры пьезопластины 1, равные диаметрам D иD, определ ют резонансные частоты контурных колебаний,соответствующие частотам механического резонанса f и f соответственно (фиг. 2). Рассто ние между f и f на амплитудно-частотной характерис- тике определ етс  разницей диаметров D и D-. При этом центральные углы ot и определ ют относительную высоту максимумов каждой иэ двух амплитудно-частотных характеристик, соответствующих частотам . При выборе диаметров D и D , углов ot к о определенным образом резонансные кривые, соответствующие двум размерам пьезопластины 1, перекрываютс  и их обща  амплитудно-частотна  характеристика имеет плоский участок от ; | до f2 . Примен   осесимметричную пьезопластину 2 с трем  резонансными размерами (фиг. 3), получают более плоский участок амплитудно-частотной характеристики преобразовател  (фиг.4).

Измен  , таким образом, диаметры от D до D|, выбира  определенным образом центральные углы, соответствующие вЬ1резанным част м колец различных диаметров, и разницу, между двум  j соседними диаметрами, получают широкополосный преобразователь, амплитудйо-частотна  характеристика которого имеет плоский участок от f до f где N - целое число. Ультразвуковой, широкополосный преобразователь с пьезопластиной 2 работает следующим образом. При подведении к электродам осесимметричной пьезопластины 2 (фиг. 3) возбуждающего электрического напр жени  различных частот резонируют зоны , .диаметры которых D, D- и DJ соответствуют акустическому резонансу на определенной частоте f , f и f (фиг, 4). Центральна  зона преобразовател , имеюща  размер, близкий к минимальному резонансному размеру D

2 резонирует на частотах , f и f, и эффективно излучает ультразвуковые колебани  этих частот в контролируемое изделие. При этом колебани  всех частот проход т через одну и ту же область контролируемого издели . Так как равномерное поле ультразвуковых колебаний низкочастотного . ультразвукового преобразовател  формируетс  на рассто ни х, меньших толщины стенки контролируемого издели , через контролируемые области скреплени  композитного корпуса с полимерным наполнителем, имеющим аномально высокий коэффициент затухани  ультразвуковьк колебаний проход т колебани  всех частот преобразовател . Это поавол ет повысить качество контрол  таких изделий без примейени  дополнительных звуководов.

Чистота

ft fZ fPuz.2

1

Vacmoma

f1 f n ФигА

Claims (1)

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ КОНТРОЛЯ

   ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК, . содержащий пьезопластину со ступенчато изменяющимся в соответствии с заданными акустическими параметрами преобразователя геометрическим размером, отличающийся тем, что, с целью повышения качестве контроля за счет создания общей для всех частот преобразователя эоны излучения и приема ультразвуковых колебаний, пьезопластина выполнена осесимметричной со ступенчато-переменным диаметром.

   I 128165