SU933124A1 - Ultrasonic transducer - Google Patents

Ultrasonic transducer Download PDF

Info

Publication number
SU933124A1
SU933124A1 SU802991438A SU2991438A SU933124A1 SU 933124 A1 SU933124 A1 SU 933124A1 SU 802991438 A SU802991438 A SU 802991438A SU 2991438 A SU2991438 A SU 2991438A SU 933124 A1 SU933124 A1 SU 933124A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
damper
electrodes
piezoplate
ultrasonic transducer
converter
Prior art date
Application number
SU802991438A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Медведев
Владимир Евгеньевич Городков
Original Assignee
Научно-производственное объединение "Атомкотломаш"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" filed Critical Научно-производственное объединение "Атомкотломаш"
Priority to SU802991438A priority Critical patent/SU933124A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU933124A1 publication Critical patent/SU933124A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02863—Electric or magnetic parameters

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Изобретение относится к неразрушающим средствам и методам контроля и может быть использовано, в частности, в устройствах для ультразвуковой дефектоскопии толстостенных изделий.The invention relates to non-destructive means and control methods and can be used, in particular, in devices for ultrasonic flaw detection of thick-walled products.

Известен ультразвуковой преобразователь , состоящий из пьезоэлемента, демпфера и намагничивающего устройства, магнитопровод которого замкнут через демпфер f 1 J.Known ultrasonic transducer, consisting of a piezoelectric element, a damper and a magnetizing device, the magnetic circuit of which is closed through a damper f 1 J.

Такой преобразователь позволяет получать два значения величины демпфирования пьезопластины (при включенном намагничивающем устройстве и при отключенном) и, следовательно, изменять амплитудно-частотные характеристики преобразователя дискретно. \Such a transducer makes it possible to obtain two values of the damping value of the piezoelectric plate (when the magnetizing device is on and when it is turned off) and, therefore, to change the amplitude-frequency characteristics of the transducer discretely. \

Это является недостатком известного преобразователя.This is a disadvantage of the known converter.

Наиболее близким к изобретению является ультразвуковой преобразователь,содержащий пьезопластину с электрода2 ми и секционированный демпфер из η частей из звукогасящего материала с наполнителем. Каждая секция обладает различной степенью демпфирования либо за счет прижатия винтами, либо за счет изменения состава материала демпфера [2J.Closest to the invention is an ultrasonic transducer containing a piezoelectric plate with electrodes 2 and a sectioned damper of η parts of sound-absorbing material with a filler. Each section has a different degree of damping either due to the pressing by screws, or due to a change in the composition of the damper material [2J.

Недостаток известного преобразователя заключается в том, что он не обеспечивает изменение формы диаграммы направленности дистанционно в автоматическом режиме контроля.A disadvantage of the known Converter is that it does not provide a change in the shape of the radiation pattern remotely in automatic control mode.

Целью изобретения является обеспечение дистанционного автоматического управления диаграммой направленности заданной формы.The aim of the invention is the provision of remote automatic control of the radiation pattern of a given shape.

Указанная цель достигается тем,что ультразвуковой преобразователь.содержащий пьезопластину с электродами и секционированный демпфер из η частей из звукогасящего материала с наполнителем, снабжен п-1 электродами, размещенными между секциями демпфера, каждый из которых одним концом через ' з 93 регуляторы напряжения подсоединен к соответствующему источнику напряжения, а другим - к заземленному электроду пьезопластины.This goal is achieved by the fact that an ultrasonic transducer containing a piezoelectric plate with electrodes and a sectioned damper of η parts of sound-absorbing material with a filler is equipped with p-1 electrodes placed between sections of the damper, each of which is connected through one end through '93 93 voltage regulators to the corresponding voltage source, and others - to the grounded piezoelectric plate electrode.

На чертеже схематично изображен предлагаемый преобразователь с вертикальным расположением электродов в демпфере, общий вид.The drawing schematically shows the proposed Converter with a vertical arrangement of the electrodes in the damper, General view.

Ультразвуковой преобразователь содержит пьезопластину 1 (например сплошную), демпфер 2, в звукогасящем материале которого по всему объему распределен ферромагнитный порошок 3 в количестве 66-73% от общего веса й запрессованы электроды 4, разделяющие демпфер на секции. Электроды 4 ,могут быть выполнены, например, из вольфрама и через индивидуальные регуляторы 5 напряжения подключены одними концами к коммутирующему устройству 6, которое через переключатель 7 соединено с регулятором 8 источника 9 постоянного напряжения и с регулятором 1§ источника 11 переменного напряжения.The ultrasonic transducer contains piezoelectric plate 1 (for example, continuous), a damper 2, in the sound-extinguishing material of which ferromagnetic powder 3 is distributed throughout the volume in the amount of 66-73% of the total weight and electrodes 4 are pressed, dividing the damper into sections. The electrodes 4 can be made, for example, of tungsten and connected via individual voltage regulators 5 at one end to a switching device 6, which is connected via a switch 7 to the regulator 8 of the DC voltage source 9 and to the regulator 1 of the AC voltage source 11.

Вторые концы электродов 4 подключены к заземлённому электроду 12 пьезопластины 1, связанной с корпусом 13 преобразователя.The second ends of the electrodes 4 are connected to the grounded electrode 12 of the piezoelectric plate 1 connected to the housing 13 of the Converter.

Преобразователь работает следующим образом.The converter operates as follows.

В пьезопластине 1 возбуждают механические колебания, амплитуду которых регулируют путем изменения от участка к участку акустического сопротивления демпфера в зависимости ότ величины протекающего через электроды 4 тока. При этом вокруг последнего образуется магнитное поле, которое взаимодействует с ферромагнитными частицами, входящими в состав демпфера. При этом взаимодействии изменяется его акустическое сопротивление, от которого зависит амплитуда колебаний, излучаемых соответствующими зонами пьезопластины 1. Поскольку диа1 рамма направленности преобразователя представляет результат сложения ультразвуковых полей различных зон излучения, то, изменяя сопротивление (степень демпфирования) демпфера,изменяют амплитуду колебаний пьезопластины 1 , таким образом управляя диаграммой направленности.In piezoelectric plate 1, mechanical vibrations are excited, the amplitude of which is controlled by varying from section to section the acoustic impedance of the damper, depending on ότ of the current flowing through the electrodes 4. In this case, a magnetic field is formed around the latter, which interacts with the ferromagnetic particles that make up the damper. In this interaction, its acoustic impedance changes, on which the amplitude of the oscillations emitted by the corresponding zones of the piezoelectric plate depends. Since the directivity diagram of the transducer represents the sum of the ultrasonic fields of different radiation zones, changing the resistance (degree of damping) of the damper changes the amplitude of the piezoelectric plate 1, thus driving the radiation pattern.

Для увеличения акустического сопротивления в центральной областиTo increase acoustic resistance in the central region

И 24 4 пьезопластины 1 электроды 4, соответственно расположенные над ней, соединяются с источником 9 постоянного напряжения с помощью коммутирующего устройства 6, а регуляторы 5 устанавливают так, что с помощью их пропускается максимальный ток. Центральная часть пьезопластины в этом случае нагружается на демпфер больше, чем Ю ее периферийные области.And 24 4 of the piezoelectric plate 1, the electrodes 4, respectively located above it, are connected to a constant voltage source 9 using a switching device 6, and the regulators 5 are set so that the maximum current is passed through them. In this case, the central part of the piezoelectric plate is loaded on the damper more than its peripheral regions.

При прохождении через электроды 4 переменного тока максимальной величины происходит размагничивание ферромагнитного порошка Зв демпфе15 ре 2. В результате прекращается магнитное взаимодействие частиц порошка между собой и электродами 4. Акустическое сопротивление демпфера в этом случае уменьшается.When passing through the electrodes 4 of an alternating current of maximum magnitude, the demagnetization of the ferromagnetic powder occurs in damper 15 2. As a result, the magnetic interaction of the powder particles between themselves and the electrodes 4 stops. The acoustic resistance of the damper in this case decreases.

Изменяя степень демпфирования пьезопластины, можно менять диаграмму направленности преобразователя во всем телесном угле.By changing the degree of damping of the piezoelectric plate, one can change the radiation pattern of the transducer in the whole solid angle.

Такое выполнение ультразвукового преобразователя обеспечивает дистанционное управление его акустическим, полем путем изменения демпфирующих свойств самого демпфера как по всему объему в целом, так и локально.This embodiment of the ultrasonic transducer provides remote control of its acoustic field by changing the damping properties of the damper itself, both throughout the volume as a whole and locally.

Claims (2)

Изобретение относитс  к неразрушающим средствам и методам контрол  и может быть использовано, в частности , в устройствах дл  ультразвуковой дефектоскопии толстостенных изделий. Известен ультразвуковой преобразователь , состо щий из пьезоэлемен .та, демпфера и намагничивающего устройства, магнитопровод которого замкнут через демпфер рJ. Такой преобразователь позвол ет получать два значени  величины демп фировани  пьезопластины (при включенном намагничивающем устройстве и при отключенном) и, следовательно, измен ть амплитудно-частотные характеристики преобразовател  дискретно . Это  вл етс  недостатком иЗЁ естного преобразовател . Наиболее близким к изобретению  вл  етс  ультразвуковой Преобразователь, держащий пьезопластину с электрода ми и секционированный демпфер из п частей из звукогас щего материала с наполнителем. Кажда  секци  обладает различной степенью демпфировани  либо за счет прижати  винтами, либо за счет изменени  состава материала демпфера 2j. Недостаток известного преобразовател  заключаетс  в том, что он не обеспечивает изменение диаграммы направленности дистанционно в автоматическом режиме контрол . Целью изобретени   вл етс  рбеспечение дистанционного автоматического управлени  диаграммой направленности заданной формы. Указанна  цель достигаетс  тем,что ультразвуковой преобразователь,содержащий пьезопластину с электродами и секционированный демпфер из п частей из звукогас щего материала с наполнителем , снабжен п-1 электродами, размещенными между секци ми демпфера, каждый из которых одним концом через 3 регул торы напр жени  подсоединен к соответствующему источнику напр жени , а другим - к заземленному электроду пьезопластины. На чертеже схематично изображен предлагаемый преобразователь с вертикальным расположением электродов в демпфере, общий вид. Ультразвуковой преобразователь со держит пьезопластину 1 (например сплошную), демпфер 2, в звукогас щем Материале которого по всему объему распределен ферромагнитный порошок 3 в количестве 66-73 от общего веса и запрессованы электроды j, раздел ю щие демпфер на секции. Электроды k могут быть выполнены, например, из вольфрама и через индивидуальные регул торы 5 напр жени  подключены одними концами к коммутирующему устройству 6, которое через перекл.ючатель 7 соединено с регул тором 8 истр1|ника 9 посто нного напр жени  и с регул тором 1Q источника 11 переменного напр жени , , Вторые концы электродов k подключены к заземленному электроду 12 пьезопластины 1, св занной с корпусом 13 преобразовател . Преобразователь работает следующим образом. В пьезопласгине 1 возбуждают меха нические колебани , амплитуду которы регулируют путем изменени  от участка к участку акустического сопротивлени  демпфера в зависимости от вели чины протекакхцего через электроды t тока. При этом вокруг последнего образуетс  магнитное поле, которое взаимодействует с ферромагнитными ча тицами, вход щими в состав демпфера, При этом взаимодействии измен етс  его акустическое сопротивление, от которого зависит амплитуда колебаний , излучаемых соответствующими зонами пьезопластины 1. Поскольку диа1 рамма направленности преобразовател  представл ет результат сложени  ульт развуковых полей различных зон излучени , то, измен   сопротивление (степень демпфировани ) демпфера,измен ют амплитуду колебаний пьезоплас тины 1 , таким образом управл   диаграммой направленности. Дл  увеличени  акустического сопротивлени  в центральной области пьезопластины 1 электроды 4, соответственно расположенные над ней, соедин ютс  с источником 9 посто нного напр жени  с помощью коммутирующего устройства 6, а регул торы 5 устанавливают так, что с помощью их пропускаетс  максимальный ток. Центральна  часть пьезопластины в этом случае нагружаетс  на демпфер больше, чем ее периферийные области. При прохождении через электроды переменного тока максимальной величины происходит размагничивание ферромагнитного порошка 3 в демпфере 2. В результате прекращаетс  магнитное взаимодействие частиц порошка между собой и электродами 4. Акустическое сопротивление демпфера в этом случае уменьшаетс . Измен   степень демпфировани  пьезопластины, можно мен ть диаграмму направленности преобразовател  во всем телесном угле. Такое выполнение ультразвукового преобразовател  обеспечивает дистанционное управление его акустическимполем путем изменени  демпфирующих свойств самого демпфера как по всему объему в целом, так и локально. Формула изобретени  Ультразвуковой преобразователь, содержащий пьезопластину с электродами и секционированный демпфер из п частей из звукогас щего материала с наполнителем, отличающийс   тем, что, с целью обеспечени  дистанционного автоматического управлени  диаграммой направленности заданной формы, он снабжен п-1 электродами, размещенными между секци ми демпфера, каждый из которых одним концом через регул торы напр жени  подсоединен к соответствующему источнику напр жени , а другим - к заземленному электроду пьезопласти 1Ь1 . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР N° , кло G 01 N 29/0, 1976. The invention relates to non-destructive means and methods of control and can be used, in particular, in devices for ultrasonic testing of thick-walled products. A known ultrasonic transducer consisting of piezoelements, a damper and a magnetizing device, the magnetic circuit of which is closed through the damper pJ. Such a converter allows to obtain two values of the damping of the piezoplate (when the magnetizer is turned on and when it is turned off) and, therefore, to change the amplitude-frequency characteristics of the converter discretely. This is a disadvantage of the ISE converter. Closest to the invention is an ultrasonic transducer holding a piezoplate with electrodes and a partitioned damper of n parts made of sound absorbing material with a filler. Each section has a different degree of damping, either by pressing screws, or by changing the composition of the material of the damper 2j. A disadvantage of the known transducer is that it does not provide for changing the radiation pattern remotely in the automatic control mode. The aim of the invention is to provide remote automatic control of a given shape pattern. This goal is achieved by the fact that an ultrasonic transducer containing a piezoplate with electrodes and a sectioned damper of p parts of sound absorbing material with a filler is equipped with p-1 electrodes placed between the sections of the damper, each of which is connected to one end through 3 voltage regulators to the appropriate voltage source, and others to the grounded electrode of the piezoplate. The drawing schematically shows the proposed Converter with a vertical arrangement of electrodes in the damper, a General view. The ultrasonic transducer contains a piezoplate 1 (for example, a solid one), a damper 2, in whose sound absorbing material the ferromagnetic powder 3 in the amount of 66-73 of the total weight is distributed throughout the volume and electrodes j are pressed, which divide the damper into sections. The electrodes k can be made, for example, of tungsten and through individual voltage regulators 5 are connected at one end to a switching device 6, which through switch switch 7 is connected to a constant voltage regulator 8 and with a 1Q regulator alternating voltage source 11,. The second ends of the electrodes k are connected to the grounded electrode 12 of the piezoelectric plate 1 connected to the converter body 13. The Converter operates as follows. In piezoplasgine 1, mechanical oscillations are excited, the amplitude of which is controlled by varying the acoustic resistance of the damper from one area to another depending on the amount of flow through the current electrodes t. In this case, a magnetic field is formed around the latter, which interacts with the ferromagnetic particles that are part of the damper. In this interaction, its acoustic resistance changes, and the amplitude of oscillations emitted by the corresponding zones of the piezo-plate 1 depends on. adding ultrasonic fields of different radiation zones, then, by changing the resistance (degree of damping) of the damper, they change the amplitude of oscillations of the piezoplate 1, that thus, the control pattern. In order to increase the acoustic impedance in the central region of the piezoplate 1, the electrodes 4, respectively located above it, are connected to the constant voltage source 9 by the switching device 6, and the regulators 5 are set so that the maximum current is passed through them. In this case, the central part of the piezoplates is loaded on the damper more than its peripheral areas. When a maximum value passes through the electrodes of an alternating current, demagnetization of the ferromagnetic powder 3 in the damper 2 occurs. As a result, the magnetic interaction of the powder particles between themselves and the electrodes 4 stops. The acoustic resistance of the damper in this case decreases. By varying the degree of damping of the piezoplate, it is possible to change the directivity pattern of the transducer over the entire solid angle. This embodiment of the ultrasonic transducer provides remote control of its acoustic field by changing the damping properties of the damper itself throughout the volume as a whole, as well as locally. The invention includes an ultrasonic transducer containing a piezo plate with electrodes and a sectioned damper of p parts of sound absorbing material with a filler, characterized in that, in order to provide remote automatic control of a given pattern, it is provided with p 1 electrodes placed between the damper sections Each of them is connected at one end through voltage regulators to the corresponding voltage source, and the other end to the grounded piezoelectric electrode. Sources of information taken into account in the examination 1, USSR Author's Certificate N °, Clos G 01 N 29/0, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 518721, кл. G 01 N 29/0, 1976 (прототип).2. USSR author's certificate number 518721, cl. G 01 N 29/0, 1976 (prototype). 66
SU802991438A 1980-10-08 1980-10-08 Ultrasonic transducer SU933124A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802991438A SU933124A1 (en) 1980-10-08 1980-10-08 Ultrasonic transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802991438A SU933124A1 (en) 1980-10-08 1980-10-08 Ultrasonic transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU933124A1 true SU933124A1 (en) 1982-06-07

Family

ID=20921321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802991438A SU933124A1 (en) 1980-10-08 1980-10-08 Ultrasonic transducer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU933124A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451933C1 (en) * 2011-01-21 2012-05-27 Владимир Яковлевич Грошев Method of damping piezoelectric radiators and apparatus for realising said method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451933C1 (en) * 2011-01-21 2012-05-27 Владимир Яковлевич Грошев Method of damping piezoelectric radiators and apparatus for realising said method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR930011734B1 (en) Musical instrument sustainers
DK1023106T3 (en) Apparatus for magnetic field therapy
DE69220231D1 (en) DEVICE FOR DETERMINING SIZE AND CHARGE OF COLLOID PARTICLES
SU933124A1 (en) Ultrasonic transducer
Harrison Plane and circular motion of a string
GB1581286A (en) Electrical signal transmitter for vibrating-wire sensor
US2742035A (en) Device for determining vibration sensitivity
US2447863A (en) Vibration indicating apparatus
JP7495082B2 (en) SOUND WAVE DEFLECTION DEVICE AND SOUND WAVE DEFLECTION SYSTEM
Mak et al. Measurement of the speed of sound in a metal rod
ATE128386T1 (en) PROBES FOR MEASURING HIGH-INTENSITY ACoustic Fields.
JP2016109435A (en) Voltage detection device
US1760383A (en) Apparatus for transmitting and amplifying electric impulses
US2168623A (en) Apparatus for the production of music
SU466916A1 (en) Ultrasonic radiating device
SU548801A1 (en) Ultrasonic control method for polarization of a piezoelectric
Hewlett A new tone generator
US1929030A (en) Apparatus for the production of music
Kiełczyński Power amplification and frequency selectivity in the inner ear: a new physical model
US3521162A (en) Frequency analyzing device and method using vibrating reeds
RU186071U1 (en) Installation for testing products for strength and resistance to acoustic noise
Legros et al. Electrostatic ultrasonic transducers and their utilization with foil electrets
SU822317A1 (en) Acoustic device
SU1147979A1 (en) Acoustic emission calibrated signal simulator
SU983612A1 (en) Device for pulse magnetization and checking articles of hard magnetic materials