SU925422A1 - Ультразвуковой концентратор - Google Patents

Description

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНЦЕНТРАТОР

Изобретение относитс  к технике ультразвуковых неразрушающих испытаний и может быть использовано в медицинской диагностике и физиотерапии.

Известен ультразвуковой концентратор, содержащий корпус с полостью, заполненной средой, представл ющий собой парабалоид вращени  со сквозными отверсти ми в верщине полости 1.

Недостаток такого концентратора заключаетс  в том, что трудно поддерживать посто нный зазор между контролируемым изделием и выходным отверстием концентратора . Кроме того, такой концентратор нельз  примен ть дл  контрол  изделий, не допускающих смачивани  поверхностей контактными плоскост ми.

Наиболее близким к предлагаемому концентратору  вл етс  ультразвуковой концентратор, содержащий полый корпус, помещенный в него звукопровод и согласующую среду 2. Звукопровод выполнен из материала, акустически согласованного со средой, корпус - из материала с более высоким относительно среды акустическим сопротивлением, а форма кривой задана уравнением

1Х- 4(

ЧХ

,

4D +

-+f

где D - диаметр отверсти  дл  установки пьезоэлемента, равный его диаметру;

X, Y - координаты кривой в пр моугольной системе координат с

10 началом в верщине полости корпуса.

Недостатком этого концентратора  вл етс  сложность технологии изготовлени , обусловленна  формой профил  по15 лости корпуса.

Целью изобретени   вл етс  упрощение технологии изготовлени  концентратора .

Поставленна  цель достигаетс  тем,

20 что в ультразвуковом концентраторе, содержащем полый корпус, помещенный в него звукопровод и согласующую среду, звукопровод выполнен в виде полого кону25 са, угол в основании которого выбран достаточным дл  возбуждени  поверхностной волны в материале звукопровода, толщина его стенки не меньще двух длин волн ультразвука, а согласующа  среда поме30 щена в полость конуса звукопровода.

Вершина конуса звукопровода может быть выполнена в виде съемного наконечника из металла, стойкого по отношению к влаге и агрессивным жидкост м.

На фиг. I изображен ультразвуковой кон ;ентратор, разрез; на фиг. 2 - съемный наконечник звукопровода.

Ультразвуковой концентратор содержит корпус 1, звукопровод 2 и согласуюшую среду 3. Звукопровод 2 выполнен в виде полого тонкостенного конуса и помещен в полость корпуса I, при этом вершина конуса выступает из отверсти  в вершине полости этого корпуса и  вл етс  зоной концентрации ультразвуковых волн. Выступающа  часть звукопровода 2 может быть выполнена в виде съемного наконечника 4 из материала, стойкого по отношению к влаге и агрессивным жидкост м.

Ультразвуковой концентратор работает следующим образом.

Пьезоэлемент излучает в среду 3 продольные ультразвуковые волны, которые, достигнув поверхности звукопровода 2, преобразуютс  в поверхностные волны. Далее они распростран ютс  по внутренней поверхности звукопровода 2 и достигают максимальной концентрации в вершине конуса . Угол 9, под которым продольна  волна падает на поверхность раздела среды 3 и звукопровода 2, соответствует углу в основании конуса звукопровода и определ етс  соответствующими длинами волн или скорост ми продольной волны в среде 3 и поверхностной волны в звукопроводе 2. Он оказываетс  максимальным, когда

.

$т - ,

АИщ

где Яш - длина волны в согласующей

среде 3;

А, - длина волны в звукопроводе 2;

гш и V - скорости БОЛИ соответственно в среде 3 и в звукопроводе 2.

Угол 6 не зависит от частоты и определ етс  материалом, из которого изготовлены элементы концентратора. Очевидно, что толщина звукопровода 2 не меньше двух длин волн ультразвука достаточна дл  распространени  поверхностной волны в нем, а передача энергии поверхностных волн в корпусе концентратора будет незначительной .

Проста  геометри  концентратора, достигаема  подбором соответствующих материалов корпуса звукопровода и согласующей среды, позволит упростить технологию изготовлени  ультразвукового концентратора и использовать его в жидких агрессивных средах.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   I. Ультразвуковой концентратор, содержащий полый корпус, помещенный в него

   звукопровод и согласующую среду, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  технологии изготовлени , звукопровод выполнен в виде полого конуса, угол в основании которого выбран достаточным дл 

   возбуждени  поверхностной волны в материале звукопровода, толщина его стенки не меньше двух длин волн ультразвука, а согласующа  среда помещена в полость конуса звукопровода.
2. 2. Концентратор по п. 1, отличающийс  тем, что вершина конуса звукопровода выполнена в виде съемного наконечника из металла, стойкого по отношению к влэге и агрессивным жидкост м.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

   I. Авторское свидетельство СССР № 301185, кл. В 06 В 3/00, 1975.

   2. Авторское свидетельство СССР JMb 545924, кл. G 01 N 29/04, 1977.

   ФагЛ