SU1404925A1 - Устройство аттестации ультразвуковых преобразователей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности аттестации ультразвуковых преобразователей путем обеспечени  взаимодействи  лазерного луча с акустическим полем на поверхности преобразовател . Осуществл   сканирование зондирующего лазерного луча по поверхности преобразовател , нагруженного на оптически прозрачную нагрузку, измер ют параметры акустических колебаний в каждой точке поверхности преобразовател  и сравнивают их с параметрами электрического сигнала возбуждающего колебани . 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Д: )

01

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к устройствам измерени  нараметров акустических колебаний.

Цель изобретени  - повышение точности аттестации путем обеспечени  взаимодействи  лазерного луча с акустическим полем на новерхности нагруженных ультразвуковых преобразователей.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства аттестации ультразвуковых преобразователей в режиме излучени ; на фиг. 2 - то же, в режиме приема; на фиг. 3 - блок- схема устройства аттестации с учетом фотоупругих свойств материала акустической нагрузки.

Устройство содержит акустическую нагрузку , выполненную в виде оптически прозрачной пр моугольной трехгранной призмы 1, диагональна  поверхность которой через оптически отражаюш,ий слой 2 акустически св зана с торцом звуковода 3, выполненного в виде стержн , армированного звукопоглощающим материалом 4. Перва  поверхность призмы 1, образующа  пр .мой угол, через аналогичный оптически отражающий слой 5 акустически св зана с аттестуемым ультразвуковым преобразователем 6, подключенным к генератору 7. Перва  поверхность призмы 1 через диагональную поверхность и вторую поверхность , образующую пр мой угол, оптически св зана с лазерным интерферометром 8, который через блок 9 сканировани  оптически св зан с лазером 10. Интерферометр 8, блок 9 и лазер 10 образуют измерительное лазерное устройство 11.

Устройство дл  аттестации ультразвуковых преобразователей в режиме приема (фиг. 2) содержит акустическую нагрузку в виде оптически прозрачной пр моугольной призмы 1, диагональна  поверхность которой через тонкий оптически отражающий слой 2 (сравниваемый с длиной световой волны) .акустически св зана с поверхностью сечени  многогранника 12, служащего звуководом, на любой из граней которого (например на грани 13) установлен с возможностью перемещени  по гран м ультразвуковой излучатель 14, подключенный к генератору 15. Одна из поверхностей призмы 1, образующа  пр мой угол, через аналогичный оптически отражающий слой 5 акустически св зана с аттестуемым ультразвуковым преобразователем 6, подключенным к измерителю 16 параметров электрических сигналов, и через диагонэль- ную поверхность и вторую поверхность призмы 1, образующую пр мой угол, оптически св зана с лазерным интерферометром 8, который через блок 9 сканировани  оптически св зан с лазером 10.

Устройство с учетом фотоупругих свойств материала акустической нагрузки (фиг. 3) содержит акустическую нагрузку, выполнен5

5

ную в виде оптически прозрачной пр моугольной призмы 1, диагональна  поверхность которой через тонкий оптически отражающий слой 2 (сравнимый с длиной световой волны) акустически св зана с торцом звуковода 3 в виде стержн , армированного звукопоглощающим материалом 4. Перва  поверхность призмы 1, образующа  пр мой угол, через аналогичный оптически отражающий слой 5 и экран акустическо0 го пол  акустически св зана с аттестуемым ультразвуковым преобразователем 6, подключенным к генератору 7, и через диагональную поверхность и вторую поверхность, образующую пр мой угол, оптически св зана с лазерным интерферометром 8, который через блок 9 сканировани  оптически св зан с лазером 10.

Наиболее важным во всех устройствах  вл етс  материал акустической нагрузки, выполненный в виде оптически прозрачной

0 пр моугольной призмы. Диапазон акустических сопротивлений материалов этой призмы должен перекрывать диапазон акустических сопротивлений материалов изделий, контролируемых с помощью аттестуемых ультразвуковых преобразователей. Кроме того, следует обращать внимание на фотоупругие свойства оптически прозрачных изотропных сред и кристаллов, из которых изготавливаетс  призма 1.

Существует достаточное количество проз рачных материалов дл  изготовлени  призмы I с тем, чтобы перекрыть диапазон акустических сопротивлений контролируемых материалов, но надо выбирать их с достаточно малыми фотоупругими посто нными (в частности выбирать подход щие срезы

, кристаллов) или учитывать вклад фотоупругости в измерени х. Путем подбора компонентов можно получить оптически прозрачный сплав с необходимым акустическим сопротивлением и пренебрежимо малыми фотоупругими посто нными.

0 Устройство в режиме излучени  работает следующим образом.

Генератор 7 возбуждает аттестуемый ульт развуковой преобразователь 6, акустически нагруженный на призму 1 через тонкий (0,5-2 мкм) оптически отражающий слой 5 алюминиевого покрыти . Акустическа  волна проходит в звуковод 3 и затухает в нем. Одновременно с возбуждением производитс  сканирование в двух взаимно перпендикул рных плоскост х измерительного лазерноQ го луча по поверхности сло  5, имеющей акустический контакт с рабочей поверхностью преобразовател  6, и лазерным интерферометром 8 измер ют параметры акустического пол  на рабочей поверхности преобразовател  6. Затем измеренные

5 параметры акустического пол  сопоставл ют с параметрами возбуждающих электрических сигналов генератора 7. Эти операции , производ т при различных частотах и

5

уровв х возбуждени . Устройством достигаетс  аттестаци  преобразовател  6 на различных типах волн, которые он может излучать .

Устройство в режиме приема работает следующим образом.

Генератор 15 возбуждает ультразвуковой излучатель 14, который излучает акустические волны в направлении аттестуемого ультразвукового преобразовател  6 под некоторым углом к его рабочей поверхности. Ю Под действием акустических волн ультразвуковой преобразователь 6 вырабатывает электрические сигналы, параметры которых измер ютс  измерителем 16, например осцилкоторые излучает ультразвуковой излучатель 14.

Преимуществом предлагаемого устройства  вл етс  то, что одновременно измер ют параметры электрических сигналов на выходе нагруженного на заданную акустическую нагрузку аттестуемого преобразовател  6 и истинные параметры акустического пол  на его поверхности.

Claims (2)

1. Устройство аттестации ультразвуковых преобразователей, содержащее лазер , опти- ,г1-чески св занный с ним интерферометр, звулографом CKI-III. Одновременно произво- 5 «овод, генератор, св занный с ультраз вуко- дитс  сканирование в двух взаимно перпен-вым преобразователем, отличающеес  тем, дикул рных плоскост х измерительного ла-что, с целью повышени  точности аттес- зерного луча по поверхности сло  5, имею-тации, оно снабжено блоком сканировани , щей акустический контакт с рабочей поверх-оптически св занным с выходом лазера ностью преобразовател  6, и лазерным ин-акустической нагрузкой, выполненной в виде терферометром 8 измер ют параметры акус-20 оптически прозрачной трехгранной пр мо- тического пол  на рабочей поверхности пре-угольной призмы, на гипотенузную грань образовател  6. Затем измеренные пара-и на первую катетную грань призмы, пред- метры акустического пол  сопоставл ют с из-назначенную дл  св зи с преобразовате- меренными параметрами электрических сиг-лем, нанесен отражающий слой, втора  ее налов на выходе преобразовател  6. Эти one-25 катетна  грань оптически св зана с интеррации производ т при различных уров-ферометром, гипотенузна  грань соединена н х и частотах возбуждени  излучател  14.со звуководом, а звуковод выполнен из зву- Перестановкой. излучател  14 по гран м по-копоглощающего материала, луцилиндрического многогранника 12 изме-

2. Устройство по п. , отличающеес  T:Q, н ют направление акустической волны почто, с целью расширени  функциональны.х отношению к рабочей поверхности аттестуе-ЗО возможностей путем обеспечени  аттестации мого преобразовател  6 и все перечислен-ультразвукового преобразовател  в режиме

ные операции повтор ют. Этим- достигаетс  аттестаци  преобразовател  6 по отношению к вектору К акустической волны. Устройством достигаетс  аттестаци  преобразовател  6 на различные типы волн.

приема, звуковод выполнен в виде многогранной призмы, одна из боковых граней которой св зана с акустической нагрузкой, а остальные предназначены дл  св зи с ультразвуковым излучателем.

которые излучает ультразвуковой излучатель 14.

Преимуществом предлагаемого устройства  вл етс  то, что одновременно измер ют параметры электрических сигналов на выходе нагруженного на заданную акустическую нагрузку аттестуемого преобразовател  6 и истинные параметры акустического пол  на его поверхности.

Формула изобретени 

приема, звуковод выполнен в виде многогранной призмы, одна из боковых граней которой св зана с акустической нагрузкой, а остальные предназначены дл  св зи с ультразвуковым излучателем.

Фиг. 2