Устройство для сканирования акустическим полем

 

Изобретение касается неразрушающего контроля. Целью изобретения является упрощение конструкции. Возбуждают расположенные с постоянным шагом излучатели 4 акустической решетки 2. Изменяя частоту возбуждающего сигнала, достигают сканирования акустическим полем устройства. Наклон излучающей поверхности излучателей 4 под углом α к плоскости решетки 2, выбранным из условия α = (1/2)φ, где φ - угол раскрытия диаграммы направленности излучателя, позволяет получить однолепестковую диаграмму направленности устройства. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УЬЛИК (51)4 С 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Пб ИЭОВРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ОРИ ГКНТ СССР

t (21) 4383967/25-28 (22) 26.02.88 (46) 1 5 ° 1 1 ° 89, Бюл. Я 42 (71) Московский энергетический институт и Научно"исследовательский институт интроскопии (72) А.А,Петрусь, А.Л.Пчелинцев и 10.11.ИЬсарлет (53) 620.179.16(088.8) (56) Лвторское свидетельство СССР

9 432382, кл. 6 01 Н 29/04, 1975.

Иагдич Л.Н., Иолчанов В.Я. Акусто:оптические устройства и их применение. И.: Сов.радио, 1978, с. 65.

„„Я0„„1522093 А 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКАНИРОВАНИЯ ЛКУСТИЧЕСКИИ ПОЛЕИ (57) Изобретение касается неразрушающего контроля. Целью изобретения является упрощение конструкции. Возбуждают расположенные с постоянным шагом излучатели 4 акустической решетки 2.

Изменяя частоту возбужпающего сигнала, достигают сканирования акустическим полем устройства. Наклон излучаюшей поверхности излучателей 4 под углом с(к плоскости решетки 2, выбранным из условия о (1/2) P „ где ц -, .угол раскрытия диаграммы направленности устройства. 2 ил.

1522093

Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использовано для ультразвукового контроля, акустической томографии, микроскопии и медицинской диагностйки.

Целью изобретения является упрощение конструкции.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для сканирования . 10 акустическим полем; на фиг,2 - акустическая решетка, разрез и диаграммы направленности излучения решетки в целом и ее отдельного элемента.

Устройство для сканирования акусти"15 ческим полем содержит генератор 1 и подключенную к нему акустическую решетку 2, элементы которой электрически соединены параллельно. Гнератор снабжен блоком 3 изменения частоты. 20

Акустическая решетка 2 выполнена 8 виде расположенных с постоянным шагом акустических излучателей 4 (элементов решетки), излучающие поверхности кото" рых наклонены под углом d к плоскос-25 ти решетки 2, выбранным из условия

Ы=-, (1)

I где j = О, I„,„, -й

Следовательно, диаграмма направленности решетки имеет главнь»й максимум при » 0 и дополнительные максимумы, равные интенсивности при j = 1 и а также максимумы более высоких порядков, интенсивностью которых можно пренебречь в имеющем место случае, когда период d превышает дли- ну Д волны излучаемого ультразвука.

Чтобы получить диаграмму 5 направленности решетки 2 с единственным лепестком 6, необходимо повернуть излучающие поверхности излучателей 4 решетки под некоторым углом o(к ее плоскости, что обеспечивает устране-. ние одного из дополнительных максимумов. Ксли этот угол » выбран из условия (1), то направление на главный максимум д»»аграммы направленности решетки выходит за пределы диаграммь» направленности отдельного излучения. Этим достигается однолепестковая диаграмма направленности устройства, как показано на фиг.2.

Устройство для сканирования акустическим полем может быть выполнено как в виде решетки из отдельных акустических излучателей, так и s виде монолитной излучающей пластины со ступенчать»м профилем ее поверхности.

Применение подобного устройства оказывается особенно эффективным в диапазоне средних и высоких ультразвуковых частот, когда- изготовление реше5 ток с раздельным возбуждением элементов затруднительно из-за их малых размеров.

Таким образом, устройство для сканирования акустическим полем поэвоq = 9„,„,+ О„,» — угол раскрь»тия диаграммы 5 направленности отдельного излучателя 4;

0„«8 „„„, — угловой сектор сканирования акустическим полем.

Диаграмма 5 направленности акустичес- кой решетки 2 имеет лепесток 6.

Устройство для сканирования акустическим полем работает следующим образом.

При одновременном возбужцении электроакустических излучателей 4 с по- 45 мощью генератора 1 излучение ультразвуковых волн концентрируется в направлении, для которого обеспечивается синфазное сложение ультразвуковых волн

В результате ультразвуковая волна излучается к плоскости решетки под углом О, удовлетворяющим соотношению:

8 arsin - —, (2)

df где С - скорость ультразвука, d - период решетки, f - частота.

Как видно из условия (1),при изменении с помощью блока 3 частоты возбуждающего сигнала с генератора 1 достигается сканирование акустическим полем устройства.

Известно, что диаграмма направленности решетки 2 из отдельных излучателей 4 представляет собой произведение диаграмм 5 направленности отдельного излучателя и собственной решетки.При синфазном возбуждении решетки 2 из точечных излучателей 4, расположенных с периодом d, максимумы излучения фор. мируются под углами, удовлетворяющими условию:

О arsin (j д/4 )-, (3) 1522093

Формула изобретения

Устройство для сканирования акустическим полем, содержащее генератор и многоэлементную решетку в виде расСоставитель В.Сорокин

Техред И.Ходанич Корректор В.Гирняк

Редактор И.Горват

Заказ 6952/40 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ляет повысить надежность ультразвукового контроля эа счет упрощения конструкции при частотном управлении угловым положением диаграммы направленности. положенных с постоянным шагом акустических излучателей,,подключенных параллельно к выходу генератора,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, акустические излучатели подключены к выходу генератора в одинаковой полярности, а их излучающие поверхности наклонены под углом a(к плоскости решетки, выбранным из условия Ы 1/2 Ч, где

,угол раскрытия диаграммы направленности излучателя.