Ультразвуковой широкополосный преобразователь

 

Изобретение относится к неразрушающим средствам и методам контроля. Цель изобретения - упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей путем обеспечения формирования несфокусированного ультразвукового луча. Преобразователь содержит два соосно установленных пьезоэлемента 1, 2, переменной толщины внутренние торцовые поверхности которых выполнены плоскими, а внешние - вогнутыми. Электроды 4, 5 нанесены на внешние торцовые поверхности пьезоэлементов. Электроды внутренних торцов пьезоэлементов жестко связаны между собой, образуя общий электрод 3. Каждый из электродов имеет собственный электрический вывод. При подключении напряжения к пьезоэлементу 1 преобразователь формирует несфокусированный ультразвуковой луч. При подключении напряжения к пьезоэлементу 2 сфокусированный. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 04 R 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ЮТОРСКОМЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 1, Ф Ф/

/

/

/

/ /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4277680 /24-10 (22) 18.05 ° 87 (46) 30.11.89- Бюл. У 44 (71) Каунасский политехнический институт им.Антанаса Снечкуса (72) А.А.Владишаускас и В.Г.Данилов (53) 534.88(088.8) (56) Патент Франции !! 2273436, кл. Н 04 R 17/00, 1976.

Патент ФРГ HI 344 1563, кл. Н 04 R 17/00, 1985. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ НИРОКОПОЛОСНЬ!й

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к неразрушающим средствам и методам контроля. Цель изобретения — упрощение конструкции и расширение функциональ1

1 а l ф

1

1

1

1

1 4

„„80„„1525947 А 1

2 ных возможностей путем обеспечения формирования несфокусированного ультразвукового луча. Преобразователь содержит два соосно установленных пьезоэлемента 1,2 переменной толщины, внутренние торцовые поверхности которых выполнены плоскими, а внешние - вогнутыми. Электроды 4,5 нанесены на внешние торцовые поверхности пьезоэлементов. Электроды внутренних торцов пьезоэлементов жестко связаны между собой, образуя общий электрод 3. Каждый из электродов имеет собственный электрический вывод. При подключении напряжения к пьезоэлементу 1 преобразователь формирует несфокусированный ультразвуковой луч. При подключении напряжения к пьезоэлементу 2- сфокусированный. 1 ил. ! С:

1525947

Изобретение относится к неразрушающим средствам и методам контроля.

Цель изобретения — упрощение конструкции и расширение функциональных

5 возможностей преобразователя путем обеспечения формирования несфокусированного ультразвукового луча.

На чертеже приведена схема преобразователя, 10

Преобразователь содержит два соосно установленных пьезоэлемента 1 и 2 переменной толщины, внутренние торцовые поверхности которых выполнены плоскими, а внешние — вогнутыми.

Электроды нанесены на внутренние и внешние торцовые поверхности пьезоэлементов 1 и 2. Электроды внутренних торцов пьезоэлементов жестко связаны между собой с образованием общего электрода 3. Электроды 4 и 5 внешних торцов пьезоэлементов 1 и 2 соответственно и электрод 3 имеют собственные электрические выводы.

Ультразвуковой широкополосный пье- д5 зопреобразователь работает следующим образом.

На общий электрод 3 подается импульс электрического напряжения от генератора (не показано), а электроды 4 и 5 на сферически вогнутых поверхностях заземляются. Электрически поле возбуждает на границе раздела пьезоэлементов 1 lf 2 с электродам1

3,4 и 5 ультразвуковые волны. Волна, генерируемая сферически вогнутой поверхностью с электродом 5, имеет сходящийся фронт, поэтому обеспечивается фокусирование ультразвукового луча (лучи А на чертеже). Другая ультра40 звуковая волна, излучаемая в этом же направлении, генерируется плоской поверхностью с электродом 3. Фронт этой ультразвуковой волны при распространении достигает сферически вогнутой

45 поверхности с электродом 5 и преобразуется в сфокусированный ультразвуковой луч. Кроме того, в этом направлении распространяется фронт ультразвуковой волны, генерируемой сферически вогнутой поверхностью с электродом 4. Эта волна, достигнув сферически вогнутой поверхности с электродом

5, преобразуется в несфокусированную ультразвуковую волну (лучи Б на чертеже) ° При равных радиусах кривизны пьезоэлементов i и 2 волна, излучаемая электродом 4, после прохождения сферически вогнутой поверхности с электродом 5 превращается в квазиплоскую, т.е. близкую к ультразвуковой волне, излучаемой плоским пьезоэлементом. При радиусе сферически вогнутой поверхности с электродом 4 меньше радиуса сферически вогнутой поверхности с электродом 5 прошедшая сферически вогнутую поверхность с электродом 5 ультразвуковая волна преобразуется в расходящийся ультразвуковой луч.

Таким образом, предлагаемый ультразвуковой широкополосный пьезопреобразователь излучает как сфокусированную, так и несфокусированную ультразвуковые волны. Кроме того, предлагаемый пьезопреобразователь может выполнять эти функции раздельно. Так, например, сфокусированная ультразвуковая волна излучается, когда работает только пьезоэлемент 2. Для этого импульс электрического напряжения подается на электроды 3 и 5, а электрод 4 заземлен.Кваэиплоская ультразвуковая волна излучается, когда работает пьезоэлемент 1. Импульс электрического напряжения подается на электрод 4, а электроды 3 и 5 заземлены. При этом пьезоэлемент 2 используется как согласующий неравномерный слой.

Использование изобретение особенно полезно при ультразвуковой диагностике.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Ультразвуковой широкополосньпЪ преобразователь, содержащий соосно установленные первый и второй пьезоэлементы с нанесенными на их торцовые поверхности электродами, причем внутренняя торцовая поверхность первого пьезоэлемента выполнена плоской, а внешняя торцовая поверхность второго пьезоэлемента — вогнутой, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения функциональных возможностей путем обеспечения формирования несфокусированного ультразвукового луча, внешняя торцовая поверхность первого пьезоэлемента выполнена вогнутой, а внутренняя торцовая поверхность второго пьезоэлемента — плоской, причем электроды внутренних торцов пьезоэлементов жестко связаны между собой.