SU1260849A1

SU1260849A1 - Ультразвуковой преобразователь дл калибровки систем акустико-эмиссионного контрол

Info

Publication number: SU1260849A1
Application number: SU853874161A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Александрович Кузьмин; Борис Яковлевич Крейнер; Владимир Маркович Шихман
Original assignee: Ростовский-На-Дону Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Университет Им.М.А.Суслова
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1985-01-17
Publication date: 1986-09-30

Abstract

Изобретение относитс к области неразрушающего контрол качества изделий и. может быть использовано дл калибровки систем акустико-эмиссионного контрол качества крупногабаритных резервуаров. Целью изобретени вл етс повьшение достоверности калибровки за счет возбуждени в тол- стостенном изделии сферических объемных волн с круговой в плане и близкой к полукругу в разрезе диаграммой нап-.. равленности. Преобразователь содержит волновод, выполненный в виде сплошного конуса с плоским основанием , и расположенный на волноводе пьезоэлемент. Пьезоэлемент расположен на сферической поверхности волновода . Электрический сигнал, подаваемый на электроды пьезоэлемента, преобразуетс в продольную сферическую волну в волноводе. Акустический пучок преломл етс на плоскости раздела сред волновода и контролируемого издели и распростран етс далее в стенке издели в виде широкого пучка .сферических продольных волн. 1 ил. S в (Л С

Description

Изобретение относитс к нераэру- i тающему контролю качества изделий и может быть использовано дл калибровки систем акустико-эмиссионного контрол качества крупногабаритных резервуаров.

Целью изобретени вл етс повышение достоверности калибровки за счет возбуждени в толстостенном изделии сферических объемных волн с круговой в плане и близкой к полукру- гу в разрезе диаграммой направленности .

На чертеже представлен ультразвуковой преобразователь дл калибров- ки систем акустико-змиссионного рол , содержащий волновод 1, вьшол- ненный в виде сплошного конуса с плоским круглым основанием, предназначенным дл контакта с поверхностью издели 2, и расположенный на.волно- воде 1 пьезоэлемент 3, вьшолненный в виде сло с электродами 4 и 5, пол ризованный на толщинную моду колебаний . Второе основание волновода 1 выполнено в виде сферической поверхности , центр которой совмещен с условной вершиной конуса, пьезоэлемент расположен на сферической поверхности волновода 1 и ограничен продолжением его конической поверхности , а угол ot между образующей конуса волновода t и его осью, радиус R,. сферической поверхности волновода и радиус R, плоского круглого основани волновода, а также упругие свойства материала волновода выбираютс из соотношений

С

скорости продольных волн в материалах волновода и издели ; радиус прозвучиваемой зоны;

низша частота спектра импульса преобразовател ;

скорость поверхностных волн в материале издели .

де С и С„ R ..

с.и Указанные соотношени следуют из закона Снеллиуса с учетом услови максимального преломлени продольной

5

0

волны из волновода 1 в продольную волну в изделии 2 при падении продольной волны на границу их раздела и отсутстви возбужденной поверхностной волны.

Ультразвуковой преобразователь дл калибровки систем акустико-эмиссионного контрол работает следующим образом.

Электрический сигнал, подаваемый на электроды 4 и 5 пьезоэлемента 3, преобразуетс в продольную сферическую волну и, распростран сь по коническому волноводу 1, падает на и., плоское основание волновода 1, вл ющеес рабочим основанием преобразовател . Акустический пучок АВ преломл етс на этой плоскости раздела средволновода 1 и контролируемого издели 2 и распростран етс далее в стенке издели 2. в виде широкого пучка А в сферических продольных и поперечных волн, возбужда почти весь объем стенки издели благодар тому, что диаграмма направленности преломленного пучка вл етс круговой в плане и практически полукруглой в разрезе. Лучи продольных волн распростран ютс под большим 0 углом и с большей скоростью, чем поперечные , поэтому первым достигает приемного преобразовател (на чертеже не показан) системы акустико-эмиссионного контрол импульс продольных волн, с помощью временного стро- бировани этот импульс выдел етс , измер етс врем его распространени и амплитуда и осуществл етс соответствующа корректировка усилени приемноусилительного тракта системы акустико-эмиссионного контрол , тем самьм вьтолн етс ее калибровка.

5

0

45

50

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет повысить достовер- ность калибровки за счет возбуждени в изделии сферической волны, аналогичной источнику акустической эмиссии в металлах, (например микротрещина) .

Claims

Формула изобретени

Ультразвуковой преобразователь дл калибровки систем акустико-эмиссионного контрол , содержащий волновод, вьтолненный в виде сплошного конуса с длоским круглым основанием, предназначенным дл контакта с поверхностью издели , и расположенный на

волноводе пьезоэлемент, выполненный в виде сло с электродами, пол ризованный на толщинную моду колебаний, отличающийс тем, что, с целью повышени достоверности калибровки , второе основание волновода выполнено в виде сферической поверхности , центр которой совмещен с условной вершиной конуса, пьезоэлемент расположен на сферической поверхности волновода и ограничен продолжением его конической поверхности, а угол сЛ между образукнцей конуса волновода и его осью, радиус R сферической поверхности волновода,.радиус Rg плоского круглого основани волновода , а также упругие свойства материала волновода выбираютс из соотношений .

d.

-Ci

cosCarctg );

10

Ct

; R,0

Rfb

Ci

f.

c. с

где С. и

с„

скорости продольных волн в материалах волновода и издели ; R - радиус прозвучиваемой зоны;

низша частота спектра импульса преобразовател ;

скорость поверхностных волн в материале издели .

f«- С„и

Ди а тромпа нап за8ленносп/

Редактор Л.Повхан

Составитель К.Хилков

Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Заказ 5224/45 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4