SU1235431A1 - Способ изготовлени фокусирующих акустических преобразователей - Google Patents

Description

(21)3715059/24-25

(22)27.01.84

(46) 07.10.87, Бюл. № 37

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контрол  качества материалов

(72)В.Л. Тарасенко, В.А. Калинин и П,И. Витько

(53) 537.228.1(088.8)

(56) Глозман А.И,-Пьезокерамика. М.;

Энерги , 1967, с. 116.

Арторское свидетельство СССР № 459718, кл. G 01 N 29/02, 1971.

(54)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОКУСИРУЮЩИХ АКУСТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ , включающий, резку предварительно пол ризованной пьезопластины с нанесенными на ее поверхность сплошными электродами на секции, размещение секций на оправке с криволинейной поверхностью в корпусе,с сохранением последовательности ихрасположени 

в исходной пьезопластине, отличающийс  тем, , с целью повьшени  производительности и снижени  уровн  помех, резку пьезопластины производ т со стороны одного из электродов на глубину меньше суммарной толщины этого электрода и пьезопластины, устанавливают пьезопластину на деформирующуюс  подложку надрезами к ней, осуществл ют излом пьезопластины со стороны сплошного ьлектрода без повреждени  его целостности , размещают на оправке с криволинейной поверхностью сплошным электродом и устанавливают в корпусе так, что поверхность пьезоэлемента со стороны сплошного электрода  вл етс  рабочей поверхностью преобразовател .

2. Способ по п. 1,отличающ и и с   тем, что излом пластины осуществл ют прокаткой жестким роликом , образующую которого располагают параллельно надрезам пьезопластины.

Изобретение относитс  к устройствам ультразвукового контрол  и может быть использовано при изготовлении фокусирующих преобразователей дл  автоматизированных установок и приборов неразрушающего контрол  труб, прутков.

Целью изобретени   вл етс  повьшение производительности и снижение уровн  помех за счет исключени  необходимости последовательной укладки отдельных секций исходной пьезопластины с сохранением пор дка их расположени , так как в предлагаемом способе этот пор док сохран етс  автоматически .

Благодар  тому, что один из электродов остаетс  сплошным, исключаетс  необходимость в па ных межэлектродных соединени х на этом электроде . Кроме того, сплошной электрод в местах излома выполн ет роль не только электрической, но и механической гибкой св зи мелоду соседними секци ми пьезопластины, что обеспечивае более благопри тные услови  геометрического сопр жени , излучающей поверхности пьезоэлемента с поверхностью оправки при сборке.

Снижение уровн  шумов достигаетс  за счет диффузного рассе ни  на поверхност х изломов и более интенсивного затухани  ультразвуковых волн, возбуждаемых в пьезоэлементе в направлении , перпендикул рном направлению силовых линий пол ризации, так как поверхности изломов не  вл ютс  плоскостными.

На фиг. 1 изображена исходна  пьезопластина с нанесенными на ней надрезами; на фиг. 2 - излом пьезопластины с соз ранением целостности второго электрода; на фиг. 3 - резонатор акустическогр преобразовател  с возможной конфигурацией пьезозлемента , состо щего из двух участков, имеющих различные, фокусные рассто ни  (Ф, и Фг) .

Способ осуществл етс  следующим образом.

Пьезопластину 1 с нанесенньми на обе ее поверхности электродами 2, 3 укладывс ют на плоское жесткое основание 4, металлическое или стекл н-, ное, электродом 2 вниз. С помощью режущего инструмента (например, иглы ) на поверхности пьезопластины 1 со стороны электрода 3 нанос т надрезы 5. Линии надрезов могут быть ориентированы параллельно друг другу (дл  получени  преобразовател  с цилиндрической фокусировкой) или под утлом (дл  преобразовател  с конической фокусировкой) и выполн ютс  с шагом, равным ориентировочно п ти толщинам пьезопластины 1. Глубина

надрезов 5 выбираетс  экспериментально в зависимости от толщины пьезопластины и ее электродов 2, 3 из услови  необходимости сохранени  целостности нижнего электрода 2 (см.

таблицу).

На жесткое основание 4 укладывают м гкую подложку 6, выполненную из картона толщиной примерно 3-5 мм, на которую укладывают пьезопластину

1 нанесенными надрезами 5 к подложке . Со стороны сплошного злектрода 2 пьезопластину 1 прокатывают металлическим роликом 7, форму которого (цилиндрическую или коническую) зыбирают в зависимости от типа акустического преобразовател  и в соответствии с тем, как нанесены надрезы (параллельно или под углом). Образующую ролика 7 при этом ориентируют

параллельно надрезам 5 (см. фиг,2). Диаметр ролика и усилие прокатки выбирают экспериментально в зависимости от толщины пьезопластины 1 из услови  сохранени  целостности электрода 2 (таблица).

Полученную таким образом заготовку пьезоэлемента преобразовател  с одним сплошным электродом 2, св зывающим механически и электрически

секции пьезопластины 1, укладывают сплошным электродом 2 на оправку 8 с цилиндрической или конической поверхностью заданной кривизны, вьтолненную из материала с низкой адгезией к клею БФ-4, например из фторопласта , и фиксируют на ней клеем БФ-4.

К секци м электрода 3 припаивают отводы 9, которые впоследствии могут быть соединены перемычкой (возможно соединение секций электрода непосредственно перемычкой без отводов ) от каждой секции. Устанавливают на оправку 8 с пьезоэлементом полый

корпус 10 акустического преобразовател , нижнему торцу, которого заранее придаетс  форма, сопр гающа с  с поверхностью оправки 8, герметизируют его с помощью герметика 1I (кле 

3123543

БФ-4 или пластилина). Полость корпуса 10 заливают компаундом 12, например эпоксидным с примесью вольфрама. После отверждени  компаунда 12 отдел ют оправку 8 от полученного резо- 5 натора акустического преобразовател , излучающую поверхность (электрод 2) очищают от следов кле  и подпаивают

14

к ней вьшод, который соедин ют либо с корпусом, либо отвод т внутрь резонатора через специально просверленное отверстие.

После подключени  к вьтодам резонатора выходного кабел  производ т окончательную заливку эпоксидным компаундом.

фик.1