(54) УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ(54) ULTRASONIC DELAY LINE
Изобретение относитс к импульсно вычислительной технике и может быть использовано в системе обработки информации и оперативной пам ти, а так же D ультразвуковой дефектоскопии и дефектоскопии методом акустической эмиссии. Известна лини задержки. 1J ,.содержаща звукопровод, входной и выходной преобразователи, однако она искажает форму задержанного сигнала за счет дисперсных искажений при его pacпpocтpa eнии по линии. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату вл етс ультразвукова лини задерж ки 2 , содержаща пьезоэлектрический стержневой звукопровод, приемный и передающий преобразователи, выпол ненные заодно со звукопроводом,и поглотители , размещенные на его концах Одним из недостатков этой линии задержки вл етс ее низка чувствительность из-за неоднородности со даваемого внутри звукопровода электр ческого пол не исключены также искажени сигнала. Целью изобретени вл етс умень шение искажений задержанного сигна-ла и повышение чувствительности. Цель изобретени достигаетс за счет того, что концы звукопровода выполнены в виде конусов с углом при вершине менее ЗО, поглотители выполнены многослойными и повтор ют форму концов звукопровода, а электроды пьезопреобразователей , пол ризованных в поперечном направлении, расположены параллельно оси звукопровода, а также за счет того, что поглотители выполнены двухслойными, причем слой, обращенный к звукопроводу, согласован с ним по акустическому сопротивлению. Лини задержки согласно изобретению представлена на чертеже. Она содержит пьезокерамический звукопровод 1 пр моугольного ссчени с заостренными под углом 30 концами, на его боковую поверхность нанесены передающий преобразователь в виде пары электродов 2 и приемныйв виде пары электродов 3. Концы 4 звукопровода 1 помещены в двухслойный поглотитель 5, поглотитель 5 и звукопровод 1 с электродами 2,3 помещен в звукоизолированный слой 6 из эпоксидной смолы и вс лини задержки в свою очередь помещена в цилиндрический корпус 7, выполненный из меди.The invention relates to a pulse computing technique and can be used in an information processing system and a random access memory, as well as D ultrasonic flaw detection and flaw detection by acoustic emission method. Known delay line. 1J, containing a conduit, input and output transducers, however, it distorts the form of the delayed signal due to dispersed distortions in its transmission along the line. The closest in technical essence and the achieved result is an ultrasonic delay line 2, containing a piezoelectric core duct, receiving and transmitting transducers, which are integrated with the duct, and absorbers placed at its ends. One of the drawbacks of this delay line is its low sensitivity. Due to the inhomogeneity of the electric field produced inside the conductor, the distortion of the signal is also possible. The aim of the invention is to reduce the distortion of the delayed signal and increase the sensitivity. The purpose of the invention is achieved due to the fact that the ends of the duct are made in the form of cones with an angle at the apex of less than 30 A, the absorbers are multilayered and repeat the shape of the ends of the duct, and the electrodes of the piezoelectric transducers are polarized in the transverse direction and are parallel to that the absorbers are double-layer, and the layer facing the sound duct is matched with it by acoustic impedance. Line delay according to the invention shown in the drawing. It contains a piezoceramic pipe 1, rectangular with 30 angled ends, a transmitting transducer in the form of a pair of electrodes 2 and receiving in the form of a pair of electrodes 3 are deposited on its side surface. The ends 4 of the conductor 1 are placed in a two-layer absorber 5, an absorber 5 and a conductor 1 with electrodes 2,3 are placed in a soundproofed layer 6 of epoxy resin and the entire delay line is in turn placed in a cylindrical body 7 made of copper.
Лини задержки работает следующим образом.Line delay works as follows.
При включении электрического напр жени к электродам 2 в зоне электро дов ,создаетс электрическое поле, совпадающее с вектором их пол ризации. Это Обеспечивает максимальную деформацию , возникающую в результате пьезоэффекта участка пьезо.электрического звукопровода между электродами в поперечном направлении, вызыва ультразвуковую нормальную волну Лэмба, распростран ющуюс вдоль пьезоэлектрического звукопровода. Ультразвукова волна на излучающем конце 4 линии задержки интенсивно затухает за счет рассеивани при многократных отраженнх в концах 4 Звукопровода и поглощени в поглотиделе 5. В зоне приемных электродов 3 за счет обратного пьезоэффекта ультразвукова волна преобразуетс в электрический сигнал и затухает на конце 4 в поглотителе 5.When the electrical voltage is turned on to the electrodes 2 in the zone of the electrodes, an electric field is created which coincides with their polarization vector. This provides the maximum deformation resulting from the piezoelectric effect of the piezoelectric conduit section between the electrodes in the transverse direction, causing the ultrasonic normal Lamb wave propagating along the piezoelectric acoustic duct. The ultrasonic wave at the radiating end 4 of the delay line is intensely attenuated due to scattering with multiple reflections at the ends 4 of the sound duct and absorption in the absorber 5. In the area of the receiving electrodes 3 due to the inverse piezoelectric effect, the ultrasonic wave is converted into an electrical signal and attenuates at the end 4 in the absorber 5.
Таким образом, создаетс режим бегущих волн в широком диапазоне их длин и исключаютс искажени сигнала св занные с переотражени ми от торцов пьезоэлектрического звукопровода и паразитными колебани ми из-за отсутстви электродов на торцах, вызывающих деформацию пьезокерамического звукопровода 1 в поперечном направлении , т.е. моду колебаний по толщине , а отсутствие операций изготовлени и креплени отдельных пьезопреобразователей упрощает технологию производства. Кирокополосность преобразователей достигаетс демфирукщими свойствами звукопровода 1, поглотител 5 и малой длиной электродов 2, 3, т.е. малой площадью деформаций.Thus, a traveling wave mode is created in a wide range of their lengths and the signal distortions associated with the reflections from the ends of the piezoelectric sound duct and parasitic oscillations due to the absence of electrodes on the ends causing deformation of the piezoceramic sound guide 1 in the transverse direction, i.e. oscillation mode in thickness, and the lack of manufacturing and mounting operations of individual piezo transducers simplifies the production technology. The transverse transducers are achieved by the damping properties of the sound duct 1, the absorber 5 and the short length of the electrodes 2, 3, i.e. small area of deformations.