SU1392495A1

SU1392495A1 - Ultrasonic piezoelectric transducer

Info

Publication number: SU1392495A1
Application number: SU864097591A
Authority: SU
Inventors: Альфонсас Антанович Владишаускас
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date: 1986-08-30
Filing date: 1986-08-30
Publication date: 1988-04-30

Abstract

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл ультразвуковых исследований веществ, в медицинской диагностике, дефектоскопии . Цель изобретени - повышение надежности преобразовател за счет обеспечени посто нства его характеристик, а также расширение функциональных возможностей преобразовател за счет излучени отход щих волн. Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь содержит пьезоэлс- мент в виде конуса с продольной пол ризацией , часть которого у торцовой поверхности выполнена так, что образует многогранную усеченную пирамиду, клиновидные пластинки из депол ризованной пьезоке- рамики с диэлектрической проницаемостью большей, чем диэлектрическа проницаемость пьезоэлемента, размеш,енные по одной на каждой грани усеченной пирамиды, электроды , размещенные на свободных поверхност х клиновидных пластинок, торцовый электрод пьезоэлемента. Электроды клиновидных пластинок электрически изолированы один от другого, что обеспечивает излучение отход щих волн в различных направлени х при подаче импульса электрического напр жени на один из электродов и продольных волн при подаче электрического импульса на параллельно замкнутые электроды депол ризованных пластинок. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. а сThe invention relates to a control and measuring technique and can be used for ultrasound examinations of substances, in medical diagnostics, in flaw detection. The purpose of the invention is to increase the reliability of the converter by ensuring the constancy of its characteristics, as well as expanding the functionality of the converter by radiating outgoing waves. An ultrasonic piezoelectric transducer comprising pezoels- ment in the form of a cone with a longitudinal polarization, which part at the end face is formed so that it forms a truncated polyhedral pyramid, wedge plate from the depolarised pezoke- ramiki with a dielectric constant greater than the dielectric constant of piezoelectric element that serves, ennye one on each side of the truncated pyramid, electrodes placed on the free surfaces of the wedge-shaped plates, the end electrode of the piezoelectric element. The electrodes of the wedge-shaped plates are electrically isolated from each other, which provides for the emission of outgoing waves in different directions when an electric voltage pulse is applied to one of the electrodes and longitudinal waves when an electric pulse is applied to parallel closed electrodes of the depolarized plates. 1 hp f-ly, 2 ill. and with

Description

со ;с so; with

4four

СОWITH

елate

Изобретение относигс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл ульт);)звуконых исследований веществ и медицинской диагностике, дефект- тоскопии.The invention belongs to the measuring and measuring technique and can be used for ultra-sound;) sound research of substances and medical diagnostics, defectoscopy.

Целью изобретении вл етс повышение надежности преобразовател за счет обеспечени носто пства его характеристик, а также раси ире11ие функциональных возможностей преобразовател за счет излучени отход щих волн.The aim of the invention is to increase the reliability of the converter by providing its characteristics, as well as to improve the functionality of the converter by emitting outgoing waves.

На фиг. I представлена схема, по сн юща ц)иш1иц работы ультразвукового пьезоэлектрического преобразовател ; на фиг. 2 разрез .А Л на фиг. .FIG. I presents a diagram explaining the operation of the ultrasonic piezoelectric transducer; in fig. 2 a section .A L in FIG. .

Ультразвуковой пьезо лектрический преобразователь содержит пьезоэлемент в виде конуса I с продольной пол ризацией, часть KOTOpoi o у торцовой поверхности выполнена так, что образует мпогограпную усеченную пирамиду 2, к.-1иновидные пластинки 3 - 6 из депол ризованной пьезокерамики с ди- )ической пронипаемостью болыпей, чем диэлектрическа проницаемость пьезоэле- I, раз.мепк пные по одной на каждой грани усеченной пирамиды 2, электроды 7- 10 ,размещенпые на свободных поверхност х клиновидных пластинок, торцовый электрод 1 1 П1езоэ;1емепта 1.The electrical ultrasonic piezoelectric transducer comprising the piezo I as a cone with a longitudinal polarization, part KOTOpoi o at the end face is formed so that it forms a truncated pyramid mpogograpnuyu 2, K-plate 1inovidnye 3 - 6 of depolarised piezoceramics with di-) nical pronipaemostyu bolypey than the dielectric constant of piezoelectric I, as interposed one by one on each face of the truncated pyramid 2, electrodes 7-10 are placed on the free surfaces of the wedge-shaped plates, the end electrode 1 1 Plozoe; 1mepta 1.

Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь работает с;|едующим образом.Ultrasonic piezoelectric transducer works with; | eduyuschem way.

Импульс электрического напр жени подаетс между параллельпо соединенными элект юдами 710 и торцовым электродомAn electrical voltage pulse is applied between parallel-connected electrodes 710 and an end electrode.

11.При этом создаетс электрическое поле в пьсзоматериа.че и у торцовой поверхности , где имеетс градиент электрического пол , возбуждаетс упруга волна. Параллель- пое соединение всех четырех электродов обес- иечивает наиболее равномерное распределение электрического пол в пьезоматериале. Поэтому преобладаюп1ее значение имеет продольна волна, а максимум диаграммы на- правлеппости имеетс на гео.метрической оси преобразовател .11. At the same time, an electric field is created in the piezomaterial and at the end surface, where there is a gradient of the electric field, an elastic wave is excited. Parallel connection of all four electrodes ensures the most uniform distribution of the electric field in the piezomaterial. Therefore, the predominant value is the longitudinal wave, and the maximum of the directional diagram is on the geo-metric axis of the transducer.

Дл излучепи продольной и исхол ца.ей волн импульс электрического напр жени подают только на электрод одной из депол ризованных мластипок. При этом образуетс неоднородпое электрическое поле, которое способствует возбуждению двух воли: продольной , излучаемой всей торцовой поверхностью , и поверхностной, излучаемой областью между торцовым электродом 11 и электродом депол ризованной пластинки, наTo emit longitudinal and outgoing waves, an electrical voltage pulse is applied only to the electrode of one of the depolarized cavities. In this case, a non-uniform electric field is formed, which contributes to the excitation of two wills: a longitudinal, radiated entire end surface, and a surface radiated area between the end electrode 11 and the electrode of the depolarized plate,

5five

0 0

00

5five

которую подан импульс электрического напр жени . Поверхностна волна, распростран сь к противоположной грани торцовой поверхности, возбуждает отход щую волну в среде, граничащей с торцовой поверхностью. Аналогичный волновой процесс имеет место при подаче импульсов электрического напр жени на любой другой электрод депол ризованных пластинок. Таким образом можно измен ть направление излучени отход щих волн. В случае подачи электрических воз- буждаюпшх импульсов на электроды двух противоположных пластинок электрическое поле становитс более равномерным, амплитуда отход щих волн уменьщаетс , а продольной волны увеличиваетс .which is given an electrical voltage pulse. The surface wave, propagating to the opposite face of the end surface, excites the outgoing wave in the medium adjacent to the end surface. A similar wave process takes place when electrical voltage pulses are applied to any other electrode of depolarized plates. In this way, the direction of emission of the outgoing waves can be changed. In the case of supplying electric excitation pulses to the electrodes of two opposite plates, the electric field becomes more uniform, the amplitude of the outgoing waves decreases, and the longitudinal wave increases.

Таки.м образом, снабжение пьезоэлектрического преобразовател клиновидными депол ризованными пластинками, размещенными у основани пьезоэлемента, с нанесенными на внешние поверхности пластинок электрически изолированными электродами позвол ет повысить надежность ультразвукового пьезоэлектрического преобразовател за счет обеспечени посто нства его характеристик и расп ирить его функциональные возможности за счет излучени отход щих волн.In this way, supplying the piezoelectric transducer with wedge-shaped depolarized plates placed at the base of the piezoelectric element, with electrically insulated electrodes applied to the outer surfaces of the plates, makes it possible to increase the reliability of the ultrasonic piezoelectric transducer by distributing its characteristics and dissipating its functionality by radiating outgoing waves.

Claims

Invention Formula

. An ultrasonic piezoelectric transducer containing a piezoelectric element in the form of a cone with longitudinal polarization and an electrode on the end surface, characterized in that, in order to increase the reliability of the transducer by ensuring the constancy of its characteristics, the piezoelectric element is equipped with wedge-shaped plates from a depolarized piezoceramics with a dielectric body. the dielectric constant of the piezoelectric piezoelectric element, and with the deposited electrodes, is made so that its part adjacent to the end face howl surface forms a truncated polyhedral pyramid on each face of which is set by a wedge plasti 1ke}, and their free surfaces are arranged electrodes.

2. The converter according to claim 1, distinguished by the fact that, in order to expand the functionality by allowing the outgoing waves to be radiated by the end surface, the electrodes of the dielectric plates are isolated from each other.

; 7