SU868577A1

SU868577A1 - Ultrasonic transducer

Info

Publication number: SU868577A1
Application number: SU802873376A
Authority: SU
Inventors: Евгений Васильевич Несмашный
Original assignee: Предприятие П/Я А-3700
Priority date: 1980-01-21
Filing date: 1980-01-21
Publication date: 1981-09-30

Description

Изобретение относитс к неразрушающему контррлю и может быть использовано дл контрол качества из делий. Известны устройства дл ультразвукового контрол , содержащие пьез пластину, демпфер и конечное число переходных акустических слоев и линий задержки ме зду пьезопластиной и рабочей поверхностью преобразовател , KOTOiHje плотно соедин ютс друг с другом и закрепл ютс в корпусе 1|. Недостаток подобных устройств за ключаетс в том, что расхождение пучка ультразвуковых волн приводит к объемной реверберации ультразвука в изделии и в самом преобразователе по вл ющейс как за счет отражений пучка, так и за счет возбуждени и отражений различных типов и форм колебаний. Известен ультразвуковой преобразователь , состо щий из пьезопластины и акустической линзы, создающую клин под пьезопластиной, причем одной стороной клин контактирует с пьезопластиной, а Другой - с поверх ностью издели РЗ- ОднакЬ такое устройство имеет высокий уровень шумов на входе, причиной которых вл ютс объемна и структурна ревербераци сигналов в акустической призме и в изделии. Цель изобретени - повышение помехоустойчивости и увеличение чувствительности контрол . Поставленна цель достигаетс тем, что преобразователь снабжен трансформатором типов волн с рабочей поверхностью, ориентированной относительно пьезопластины под углом возбуждени поверхностных волн. Акустическа призма разделена звукоизол тором на две части, а в TpaHqформаторе выполнен звукоизолирующий надрез, расположен тай от рабочей поверхности не менее чем на одну длину поверхностной волны. На чертеже схематично изображен ультразвуковой преобразователь, работающий как пр мой искатель при эхо-методе. Пунктирными стрелками обозначены сигналы структурной реверберации, сплошными - центральный локационный путь в режимах излучени и приема, штрих-пунктирными - сцгнашы отраженных Объемных волн.The invention relates to a non-destructive countertreatment and can be used to control the quality of the ingredients. Ultrasonic control devices are known that contain a piez plate, a damper and a finite number of transient acoustic layers and delay lines between the piezoplate and the working surface of the transducer, KOTOiHje are tightly connected to each other and fixed in housing 1 |. A disadvantage of such devices is that the divergence of the ultrasonic wave beam leads to the bulk reverberation of ultrasound in the product and in the transducer itself, which is caused both by the beam reflections and by the excitation and reflections of various types and modes of vibrations. A ultrasonic transducer consisting of a piezoplate and an acoustic lens, creating a wedge under the piezoplate, is known, with one side of the wedge in contact with the piezoplate and the other with the surface of the RH product. However, such a device has a high level of noise and structural reverberation of signals in the acoustic prism and in the product. The purpose of the invention is to increase the noise immunity and increase the sensitivity of the control. The goal is achieved by the fact that the converter is equipped with a transformer of wave types with a working surface oriented relative to the piezoplate at an angle of excitation of surface waves. The acoustic prism is divided into two parts by the sound insulator, and in the TpaHqformator there is a sound-insulating notch, a tie is located from the working surface for at least one surface wavelength. Figure 1 is a schematic representation of an ultrasonic transducer operating as a direct searcher for the echo method. The dashed arrows indicate the structural reverberation signals, the solid ones indicate the central location path in the emission and reception modes, and the dashed and dashed paths indicate the reflected Surround Waves.

Преобразователь состоит из пьезопластины 1, части призмы 2, примыкающей к пьезопластине, трансформатора 3 типов волн, звукоизол тора 4, звукоизолирующего надреза 5 и части призмы 6, примыкающей к изделию 7. The converter consists of a piezoplate 1, a part of a prism 2 adjacent to a piezoplate, a transformer 3 types of waves, a sound insulator 4, a soundproofing notch 5 and a part of prism 6 adjoining the product 7.

Преобразователь работает следующ образом.The converter works as follows.

Пьезопластина 1 излучает пучок объемных волн в призму 2 под углом возбуждени поверхностной волны в трансформаторе 3. Далее поверхностна волна распростран етс по рабочей поверхности трансформатора 3 и излучаетс в призму 6 и далее в изделие . В йзделии волна отражаетс от дефекта 8, а также от поверхност издели и границ кристаллов в материале и возвращаетс к преобразователю . Трансформатор допускает тольк такой локационный путь импульсов, который приближаетс к лучевому пути , определ емому законами отражени и преломлени плоских волн на границах раздела сред.The piezoplate 1 radiates a bulk wave beam into the prism 2 at the excitation angle of the surface wave in transformer 3. Next, the surface wave propagates along the working surface of the transformer 3 and is radiated into the prism 6 and further into the product. In the product, the wave is reflected from defect 8 as well as from the surface of the product and the crystal boundaries in the material and returns to the transducer. The transformer allows only such a location path of pulses, which approaches the radial path determined by the laws of reflection and refraction of plane waves at the interfaces of the media.

Высока углова избирательность возбуждени поверхностных волн существенно снижает уровень объемных и структурных помех, поступакадих из издели , поскольку в призму 2, при .мыкающую к пьезопластине, могут попасть лишь помехи, направление распространени которых совпадает с направлением локационного пути с отклонением, не более З-Ю. Поле этих помех вл етс ненаправленным и веро тность их проникновени к пьезопластине невелика. В качестве трансфорчйатора используетс любое твердое тело, в котором на границе раздела с призмой возникает поверхностна волна.The high angular selectivity of the excitation of surface waves significantly reduces the level of bulk and structural interference from the product, since prism 2, close to the piezoplate, can only get interference, the direction of propagation of which coincides with the direction of the radar path with a deviation not exceeding 3 to 10 . The field of these interferences is non-directional and the probability of their penetration to the piezoplate is small. As a transformer, any solid body is used in which a surface wave arises at the interface with the prism.

В трансформаторе звукоизолирующий надрез 5 выполнен таким образом что толщина подповерхностного сло на рабочей поверхности трансформатора больше длины поперечной волныIn the transformer, the soundproofing notch 5 is made in such a way that the thickness of the subsurface layer on the working surface of the transformer is greater than the shear wavelength.

в срезе и не содержит неоднородностей во избежание существенного отражени поверхностной волны. Звукоизол тор 4 делит призму на две части.и не пропускает отраженные объемные волны в призму 6, примыкающую к изделию 7.cut and does not contain inhomogeneities in order to avoid substantial reflection of the surface wave. The sound insulator 4 divides the prism into two parts. And it does not allow reflected body waves into the prism 6 adjacent to the product 7.

Преобразователь эффективен в качестве приемника сигналов акустической эмиссии, поскольку соответствующим выбором угла наклона рабочей поверхности трансформатора можно выделить один тип принимаемых волн (например поверхностных) из смежного общего сигнала акустической эмиссии .The transducer is effective as a receiver of acoustic emission signals, since the appropriate choice of the angle of inclination of the working surface of the transformer can distinguish one type of received waves (for example, surface waves) from an adjacent common acoustic emission signal.

Claims

1. Ultrasonic transducer consisting of a piezoplate and an acoustic lens, characterized in that, in order to increase noise immunity and increase the control sensitivity, the transducer is equipped with a wave type transformer with a working surface oriented relative to the piezoplate at an angle of excitation of surface waves.

2. Ultrasonic transducer according to claim 1, characterized by

1, however, that the acoustic prism is divided by the sound insulator into two parts, and that the transformer has made a sound insulation cut, located at least from one surface wavelength from its surface.

Sources of information taken into account in the examination

1. Ermolov I.N. Ultrasonic flaw detection methods. 1967, p. 122-12

2. Schreiber D.S. Ultrasonic flaw detection. 1965, p. 203-209 (prototype). .