SU1755173A2

SU1755173A2 - Ультразвуковой преобразователь дл контрол расплавов металлов и полупроводников

Info

Publication number: SU1755173A2
Application number: SU904797855A
Authority: SU
Inventors: Василий Михайлович Глазов; Сен Гук Ким; Гульнара Кенесовна Мамбетерзина
Original assignee: Московский институт электронной техники
Priority date: 1990-03-28
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 1992-08-15

Abstract

Изобретение относитс к ультразвуковой технике и может быть использовано дл , определени акустических свойств рэспла- BOB металлов. Целью изобретени вл етс расширение диапазона контрол за счет стабилизации амплитуды проход щей ультразвуковой волны. В ультразвуковом преобразователе , содержащем волновод 1, ультразвуковой чувствительный элемент 2 и прокладку 3 из борного ангидрида, на рабочем торце волновода вдоль его диаметра выполнен паз 4, глубина которого 0,1-0,5 мм, а ширина определ етс соотношением d/D 0,1, где d - ширина паза; D - диаметр пьезоэлемента. Оптимальное значение глубины паза лежит в пределах 0,1- 0,5 мм. Использование паза позвол ет проводить измерени при частотах до 100 МГц. 1 ил. , 4 сл с

Description

ч сл сл

4 Сл)

к

Изобретение относитс к ультразвуковой технике и может быть использовано дл определени акустических свойств расплавов металлов и полупроводников, характеризующихс высокими температурами и агрессивностью

Известен ультразвуковой преобразователь дл контрол расплавов металлов и полупроводников , содержащий волновод с ультразвуковым чувствительным элементом и прокладкой из борного ангидрида, не превышающий четверти дттйны волны ультразвука .

Однако известный ультразвуковой преобразователь пригоден дл работы на срав- нительно низких частотах (до 5 МГц) При повышении частоты (до 100 МГц) толщина сло борного ангидрида и неровности на его поверхности станов тс соизмеримыми с длиной волны высокочастотного ультразву- ка. Это приводит к нестабильности амплитуды ультразвуковой волны, и измерение затухани ультразвука становитс практически невозможным.

Цель изобретени - расширение диапа- зона контрол за счет стабилизации амплитуды проход щей ультразвуковой волны.

Поставленна цель достигаетс тем, что в ультразвуковом преобразователе по авт. св. № 1146591, содержащем волноводе чув- ствительным элементом и прокладкой из борного ангидрида, на рабочем торце волновода вдоль его.диаметра выполнен паз, глубина которого составл ет 0,1-0,5 мм, а ширина определ етс соотношением

рг 0,1, где d - ширина паза; D - диаметр

пьезоэлемента.

На чертеже представлен ультразвуковой преобразователь дл контрол распла- BOB металлов и полупроводников,

Ультразвуковой преобразователь содержит волновод 1,закрепленный на одном из его торцов ультразвуковой чувствительный элемент 2, нанесенную на другой торец волновода прокладку 3 из борного ангидрида и паз 4.

Паз на торце волновода пропиливают алмазным диском или сапфировой пластиной в случае использовани кварцевого вол- новода или надфилем, если волновод изготовлен из металла, далее нанос т слой борного ангидрида.

Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом, ,

После нагрева расплава (не обозначен) выше 450°С (температура плавлени борного ангидрида) ультразвуковой преобразователь погружают в контролируемую жидкость рабочим концом с пазом и слоем

борного ангидрида, смыкают с отражателем и притирают возвратно-вращательными движени ми.

При каждом вращательном движении ребро между торцом волновода и боковой гранью паза срезает борный ангидрид с поверхности отражател и собирает его в паз.

Последовательное осуществление таких действий приводит к уменьшению толщины борного ангидрида и удалению неровностей на его поверхности. В результате достигаетс необходимое условие малости толщины борного ангидрида по сравнению с длиной волны ультразвука и амплитуда выходного рабочего сигнала становитс стабильной.

Далее устанавливают необходимое рассто ние между рабочим торцом и отражателем и возбуждают ультразвуковой чувствительный элемент 2. Ультразвуковой сигнал, прошедший через расплав и отра- женньй от отражател , принимают тем же чувствительным элементом Геометрические размеры паза должны удовлетвор ть требованию исключени вли ни интенсивности ультразвука, проход щего через паз, на стабильность амплитуды рабочего сигнала .

Если паз достаточно велик, например его ширина достигает половины диаметра сечени ультразвукового пучка, задаваемого площадью излучающей поверхности пьезоэлемента , то интенсивность ультразвука, проход щего через паз, соизмерима с интенсивностью ультразвука, проход щего через ненарушенную гладкую поверхность рабочего торца волновода.

Поскольку интенсивность ультразвука, проход щего через паз, измен етс из-за температурной зависимости свойств борного ангидрида, сравнительно толстым слоем собранного в паз, то суммарна амплитуда рабочего сигнала нестабильна.

Оптимальноезначение глубины пазале- жит в пределах 0,1-0,5 мм, при этом необходимо , чтобы ребра между торцом волновода и боковыми гран ми паза были четко выражены; дл выполнени этого требовани достаточно глубины 0,1 мм. Увеличение глубины более 0,5 мм не целесообразно.

Выполнение паза в ультразвуковое преобразователе дл контрол расплаве металлов и полупроводников дает возмож ность проводить высокочувствительны измерени параметров распространени ультразвука при высоких частотах(д 100 МГц).

Claims

Формула изобретени

Ультразвуковой преобразователь д/ крнтрол расплавгт металлов и полупр.

517551736

водников по авт. N° 1146591, отличаю-0,5 мм, а ширина определ етс соотношещ и и с тем, что, с целью расширени нием d d на паза а D

диапазона контрол , на рабочем торцеD

волновода вдоль его диаметра выполнендиаметр пьезоэлемента.

паз, глубина которого составл ет 0,1-5