SU1552093A1

SU1552093A1 - Transducer for ultrasonic inspection

Info

Publication number: SU1552093A1
Application number: SU884403464A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Питолин; Геннадий Юрьевич Рябов; Александр Борисович Сарычев; Игорь Вячеславович Соколов
Original assignee: Московский энергетический институт
Priority date: 1988-01-04
Filing date: 1988-01-04
Publication date: 1990-03-23

Abstract

Изобретение относитс к неразрушающему контролю. Цель изобретени - увеличение точности путем повышени оперативности и помехоустойчивости. Диаграмма направленности преобразовател формируетс мозаикой пьезоэлементов 5, закрепленных в отверсти х 4 упругой оболочки 1, выполненной в виде перфорированного биморфного диска, на рассто ни х между излучающей поверхностью и точкой креплени , кратном четверти длины излучаемой ультразвуковой волны. Изменением величины подаваемого напр жени на оболочку 1 достигаетс управление ее радиусом кривизны и фокусным рассто нием преобразовател . Указанное закрепление пьезоэлементов на оболочке и выбор их резонансных размеров позвол ют повысить помехоустойчивость преобразовател при излучении и приеме сигналов с широким частотным спектром. 2 ил.This invention relates to non-destructive testing. The purpose of the invention is to increase accuracy by increasing the efficiency and noise immunity. The directivity pattern of the transducer is formed by a mosaic of piezoelectric elements 5 fixed in the openings 4 of the elastic shell 1, made in the form of a perforated bimorph disk, at distances between the radiating surface and the attachment point, a multiple of a quarter of the length of the emitted ultrasonic wave. By varying the magnitude of the applied voltage to the shell 1, it is possible to control its radius of curvature and the focal length of the transducer. Said fixing of the piezoelectric elements on the shell and the choice of their resonant sizes make it possible to increase the noise immunity of the converter when emitting and receiving signals with a wide frequency spectrum. 2 Il.

Description

Фиг.2.2.

J1552093J1552093

Изобретение OTHOC Iел к нррачрушл- щему контролю и молеi быть использоано при ультразвуковом контроле.The invention of the OTHOC Iel was used to control the imprint and to be used in ultrasound testing.

Целью изобретени вл етс увелиение точности контрол путем повыше- ни оперативное ги и помехоустойчивости .The aim of the invention is to increase the accuracy of the control by increasing the operational accuracy and noise immunity.

На фиг. I изображен преобразователь ДЛЯ уЛЬТраЗВукОВОГО КОНТРОЛЯ; JQFIG. I depicts a transducer FOR ULTRASONIC CONTROL; Jq

на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. .in fig. 2 shows section A-A in FIG. .

Преобразователь дл ультразвукового контрол содержит упругую оболоч- ку 1, выполненную в виде перфорированного биморфного диска, состо щего из 15 двух пьезокерамических дисков 2 и 3, с согласным направлением векторов пол ризации с отверсти ми 4, в которых закреплены пьезоэпементы 5 на рассто ни х d между излучающей поверхностью и точкой креплени , крат20The ultrasonic testing transducer contains an elastic shell 1 made in the form of a perforated bimorph disk consisting of 15 two piezoceramic disks 2 and 3 with a consistent direction of the polarization vectors with holes 4 in which piezoelectric elements 5 are fixed at distances x d between radiating surface and point of attachment, length 20

ных величине С/4 fр, где С - скорость ультразвуковых колебаний в пьезоэле- менте, fр - его резонансна частота. Пьезоэлементы 5 разделены на группы 25 с одинаковым в пределах одной группы и разным у пьезоэлементов разных групп резонансным размером, а группы пьезоэлементов 5 расположены на упругойC / 4 fр, where C is the speed of ultrasonic oscillations in the piezoelectric element, fр is its resonant frequency. The piezoelectric elements 5 are divided into groups of 25 with the same within the same group and different for the piezoelectric elements of different groups of resonant size, and the group of piezoelectric elements 5 are located on the elastic

оболочке I по концентрическим окружност м .I shell in concentric circles.

Преобразователь дл ультразвукового контрол работает следующим образом .The transducer for ultrasonic control works as follows.

Мозаика излучающих ультразвуковые колебани пьезоэлементов 5 формирует диаграмму направленности преобразовател . Объединение пьезоэлементов в .группы с различными резонансными частотами позвол ет расширить полосу рабочих частот преобразовател , а при возбуждении пьезоэлементов короткими импульсами дополнительно сжать его диаграмму направленности. Изменением величины управл ющего напр жени , подаваемого от источника питани (не показан) к оболочке 1, выполненной в виде биморфного диска, достигаетс A mosaic of ultrasound-emitting vibrations of the piezoelectric elements 5 forms the radiation pattern of the transducer. Combining the piezoelectric elements into groups with different resonant frequencies allows expanding the operating frequency band of the transducer, and when piezoelectric elements are excited with short pulses, further compress its radiation pattern. By changing the magnitude of the control voltage supplied from a power source (not shown) to the shell 1, made in the form of a bimorph disk, is achieved

QQ

5 five

00

5 five

30thirty

3535

4545

управление ее радиусом кривизны, а следовательно, и фокусным рассто нием преобразовател .control of its radius of curvature, and hence the focal length of the transducer.

Выбор рассто ни d в соответствии с приведенным выражением означает совпадение точки креплени пьезоэлементов 5 в отверсти х 4 оболочки 1 с узлом механического смещени ультразвуковых колебаний пьезоэлемента, что приводит к уменьшению акустической св зи между пьезо- элементами как одной группы, так и между пьезоэлементами разных групп, чем достигаетс повышение помехоустойчивости преобразовател .The choice of the distance d in accordance with the above expression means the coincidence of the attachment point of the piezoelectric elements 5 in the openings 4 of the shell 1 with the mechanical displacement unit of the ultrasonic vibrations of the piezoelectric elements, which leads to a decrease in the acoustic communication between the piezoelectric elements of one group and between the piezoelectric elements of different groups , which increases the noise immunity of the converter.

Преобразователь дл ультразвукового контрол позвол ет оперативно управл ть его фокусным рассто нием и диаграммой направленности и обладает высокой помехоустойчивостью, особенно при работе на возбуждении и приеме коротких импульсных ультразвуковых колебаний с широким частотным спектром .The transducer for ultrasound control allows you to quickly control its focal distance and radiation pattern and is highly noise-resistant, especially when working on the excitation and reception of short pulsed ultrasonic vibrations with a wide frequency spectrum.

Claims

Invention Formula

A transducer for ultrasonic testing, containing an elastic shell, a mosaic mounted on it from groups of piezoelectric elements arranged in concentric circles, characterized in that, in order to increase the control accuracy by increasing operability and noise immunity, the shell is made in the form of a perforated bimorph disk with a number of holes equal to the number of piezoelectric elements, and the piezoelectric elements of each of the groups are made with the magnitude of the resonance size not equal to the magnitude of the resonance size of the piezoelectric elements of the other groups, and are fixed in the openings of the shell at a distance from the radiating surface, a multiple of C / 4 fp, where C is the speed of ultrasonic vibrations in the piezoelectric element, fp is its resonant frequency.

Phie.1