Ультразвуковой широкополосный преобразователь для контроля физико-механических характеристик

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1128165. Целью дополнительного изобретения является расширение области применения за .счет обеспечения возможности работы преобразователя в бесконтактном варианте благодаря снабжению согласующей пластиной. Согласующая пластина 2 подобна по форме пьезопластине ,т.е. представляет собой осесимметрйчную пластину со ступенчато переменным диаметром и установлена на последней так, что их плоскости симметрии совпадают . Диаметры согласующей пластины 2 выбирают из условия обеспечения равенства отношения диаметров пластин 1 и 2 отношению скоростей звука в них. Центр общей зоны излучения и приема всех частот согласующей пластины 2 расположен над аналогичным центром пьезопластины 1, что обеспечивает эффективное излучение преобрат зователем ультразвуковых колебаний в определенном диапазоне частот в воздух . 1 ил. I Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

53 3 А2 (19) (11) (sg 4 С 01 N 29/04

« тз у„..» т (°

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ие

° е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1128165 (21) 3969889/25-28. (22) 05.09.85 (46) 07.03,87. Бюл. У 9 (72) А.С, Кицанов, А.Г. Митин, В.Н. Хмелев, Л.А. Шеркунова и Б.С,Котов (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11у 1128165, кл. G 01 Н 29/04, 1983. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ШИРОКОПОЛОСНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и является усовершенствованием. изобретения по авт. св. Иу 1128165.

Целью дополнительного изобретения является расширение области применения за,счет обеспечения возможности работы преобразователя в бесконтактном варианте благодаря снабжению согласующей пластиной. Согласующая пластина 2 подобна по форме пьезопластине l,т.е. представляет собой осесимметричную пластину со ступенчато переменным диаметром и установлена на последней так, что их плоскости симметрии совпадают. Диаметры согласующей пластины 2 выбирают из условия обеспечения равенства отношения диаметров пластин 1 и 2 отношению скоростей звука в них. Центр общей зоны излучения и приема всех частот согласующей пластины 2 расположен над аналогичным центром пьезопластины 1, что обеспечивеет эффективное излучение иреобре-. Щ зователем ультразвуковых колебаний в определенном диапазоне частот в воз- { дух. 1 ил.

1 !2953

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля, может быть использовано при контроле физико-механических характеристик различных материалов, в частности полимерных композиционных материалов в бесконтактном варианте, и является усовершенствованием устройства по основному авт.св, 9- 1128165.

Цель изобретения — расширение об в 10 ласти применения за счет обеспечения возможности работы преобразователя в бесконтактном варианте.

На чертеже представлен ультразвуковой (УЗ) широкополосный преобразователь с двумя резонансными размерами для контроля физико-механических характеристик, общий вид.

УЗ широкополосный преобразователь для контроля физико-механических характеристик содержит осесимметричную пьезопластину 1 со ступенчато переменным диаметром и согласующую пластину 2. Согласующая пластина 2 подобна

25 по форме пьезопластине 1 и акустически связана с ней. Пластины 1 и 2 установлены так, что их плоскости симметрии совпадают. Диаметры Й; согласующей пластины 2 выбирают из соотношения

Ссп

Д

С„„ где Р; — соответствующие диаметры, пьезопластины 1;

С„„ — скорость распространения УЗ колебаний в материале пьезопластины 1;

С вЂ” скорость распространения УЗсп колебаний в материале согласующей пластины 2.

Материал согласующей пластины 2 выбран такю, чтобы выполнялось условие равенства акустического импеданса материала согласующей пластины среднему геометрическому иэ произведения акус45 тических импедансов газовой среды и пьеэопластины 1.

Устройство работает следующим образом.

К электродам осесимметричной пьезо- 0 пластины 1, например, с двумя резонансными размерами Di u D подводят возбуждающее электрическое напряжение

Формула и з обретения

Ультразвуковой широкополосный преобразователь для контроля физико-механических характеристик по авт.св.

N - 11281б5, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, он снабжен согласующей пластиной, подобной по форме пьезопластине и акустически связанной с ней таким образом, что их плоскости симметрии совпадают, причем диаметры

d согласующей пластины выбирают из соотношения Ссп

d °

Спп где D; соо тве тс твующие диаме тры пьезопластины; скорость распространения ультразвуковых колебаний в материале пьезопластины; скорость распространения ультразвуковых колебаний в материале согласующей плас-. тины.

CrIf1

Cñï соответствующих частот. В результате в пьеэопластине 1 возбуждаются контурные УЗ-колебания на частотах f1 и f, определяемых размерами D и D . Общая эона пьеэопластины 1, имеющая размер, близкий к минимальному резонансному размеру D<, резонирует на частотах

Й и fz и эффективно излучает УЗ-колебания этих частот в согласующую пластину 2. В согласующей пластине ее общая зона, являющаяся рабочей и имеющая размер, близкий к минимальному резонансному размеру d, резонирует на частотах f и f и является акустически полностью прозрачной для УЗколебаний с частотами f< и fz . Так как центр общей зоны излучения и приема УЗ-колебаний всех частот согласующей пластины 2 расположен над центром общей зоны излучения и приема УЗколебаний пьезопластины 1, преобразователь эффективно излучает УЗ-колебания в определенном диапазоне частот в воздух, которые достигают в дальней шем контролируемого изделия (не показано), и используется для контроля его физико-механических характеристик.

ВНИИПИ Заказ 613/52 Подписное

Произв.-полигр. Hp òèå, г. Ужгород, ул. Проектная,. 4