ультразвуковой низкочастотный преобразователь
Классы МПК: | G01N29/24 зонды |
Автор(ы): | Козлов В.Н., Самокрутов А.А., Шевалдыкин В.Г. |
Патентообладатель(и): | Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "АКС" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-02-21 публикация патента:
20.06.1997 |
Использование: дефектоскопия, структуроскопия и толщинометрия изделий из бетона и горных пород. Сущность изобретения: преобразователь содержит герметичный корпус с протектором, заполненный демпфирующей жидкостью, в котором размещены два пьезоэлемента. Протектор выполнен с возможностью контактирования с поверхностью контролируемого изделия в точке или по линии и имеет малые волновые размеры. Пьезоэлементы расположены симметрично относительно акустической оси преобразователя и через коммутатор могут подключаться к выводам преобразователя либо синфазно, либо противофазно. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Ультразвуковой низкочастотный преобразователь, содержащий герметичный корпус с демпфирующей жидкостью, пьезоэлемент, установленный внутри корпуса, и протектор, сопряженный с корпусом со стороны излучающей поверхности пьезоэлемента, отличающийся тем, что он снабжен вторым пьезоэлементом и коммутатором с обеспечением подключения пьезоэлементов синфазно или противофазно, второй пьезоэлемент расположен в корпусе симметрично первому пьезоэлементу относительно акустической оси преобразователя, а протектор выполнен с возможностью контактирования с поверхностью контролируемого изделия в точке или по линии. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что высоту протектора и расстояние между центрами пьезоэлементов выбирают из соотношенийh <
![ультразвуковой низкочастотный преобразователь, патент № 2082163](/images/patents/390/2082085/955.gif)
2d > h > d/2,
где h высота протектора;
d расстояние между центрами пьезоэлементов;
![ультразвуковой низкочастотный преобразователь, патент № 2082163](/images/patents/390/2082085/955.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при дефектоскопии, структуроскопии и толщинометрии, в частности, при исследовании крупноструктурных и неоднородных материалов, таких как бетоны, пластики и горные породы. Известен ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус с протектором в виде усеченного конуса, пьезоэлемент и демпфер, размещенный в корпусе [1]Однако данный преобразователь создает в исследуемом материале только продольную волну и может использоваться только в области высоких частот, что существенно ограничивает сферу его применения. Кроме того, для установки преобразователя на контролируемое изделие необходим клей или смачивающаяся жидкость. Известен раздельно-совмещенный преобразователь, в корпусе которого установлены под углом 45 градусов излучатель поперечной волны и приемный элемент [2]
Этот преобразователь также имеет ограниченную область применения, так как может работать только в высокочастотной области и требует значительных усилий для обеспечения хорошего акустического контакта даже с гладкой поверхностью. Наиболее близким к предложенному является ультразвуковой низкочастотный преобразователь, содержащий герметичный корпус с протектором, заполненный демпфирующей жидкостью, в котором размещен пьезоэлемент [3]
Известный преобразователь может использоваться в низкочастотной области благодаря наличию жидкого демпфера с высоким затуханием ультразвука (около 3000 дБ/м) на низких частотах. Однако его функциональные возможности и сфера использования также ограничены из-за того, что он может излучать и принимать только продольную акустическую волну, в то время как для многих применений в низкочастотной области, наряду с продольной необходима поперечная волна. Кроме того, и этот преобразователь требует применения контактных жидкостей. Таким образом, техническим результатом, ожидаемым от использования изобретения, является расширение функциональных возможностей и области применения преобразователя за счет излучения и приема поперечных ультразвуковых волн, работы в режимах продольных или поперечных волн по выбору, а также за счет возможности использования преобразователя на шероховатой неподготовленной поверхности без использования клея и смачивающей жидкости. Указанный результат достигается тем, что ультразвуковой низкочастотный преобразователь, содержащий герметичный корпус с демпфирующей жидкостью, пьезоэлемент, установленный внутри корпуса, и протектор, сопряженный с корпусом со стороны излучающей поверхности пьезоэлемента снабжен вторым пьезоэлементом и коммутатором с обеспечением подключения пьезоэлементов синфазно или противофазно, второй пьезоэлемент расположен в корпусе симметрично первому пьезоэлементу относительно акустической оси преобразователя, а протектор выполнен с возможностью контактирования с поверхностью контролируемого изделия в точке или по линии. При этом высоту протектора и расстояние между центрами пьезоэлементов выбирают из соотношений:
h<
![ультразвуковой низкочастотный преобразователь, патент № 2082163](/images/patents/390/2082085/955.gif)
где h высота протектора,
d расстояние между центрами пьезоэлементов,
![ультразвуковой низкочастотный преобразователь, патент № 2082163](/images/patents/390/2082085/955.gif)