Приемники ультразвуковые пьезоэлектрические

В качестве источника и приемника ультразвуковых колебаний при дефектоскопии металлов используют электроакустические преобразователи из пьезоэлектрических материалов (кварца, титаната бария и др.). При воздействии на пьезоэлектрическую пластину механических колебаний между ее поверхностями возникает электродвижущая сила. Это явление называется прямым пьезоэлектрическим эффектом. Оно используется для приема ультразвуковых колебаний. [c.503]

Прямой пьезоэлектрический эффект используют в приемниках ультразвуковых колебаний, где механические колебания преобразуются в переменный электрический ток. Пьезоэлектрический приемник и излучатель могут быть представлены в виде одного прибора, который может поочередно излучать и принимать ультразвуковые колебания. [c.59]

В большинстве ультразвуковых дефектоскопов в качестве приемников ультразвуковых колебаний используются такие же пьезоэлектрические пластинки, как и излучатели. Но пьезоэлектрические пластинки, работающие в качестве приемников, реагируют на звуковое давление, и от его интенсивности будет зависеть величина обратного пьезоэлектрического эффекта, т. е. величина переменного напряжения, образующегося на поверхностях колеблющихся пластинок. От величины этого напряжения в свою очередь зависит и выбор конструкции усилительной части дефектоскопа, для контроля качества соответствующих изделий (о некоторых других способах индикации ультразвука в дефектоскопах см. ниже). [c.102]

В методе контроля клеевых соединений по принципу эхолота (рис. 23) используют пьезоэлектрический кристалл как генератор и как приемник ультразвуковых ко- [c.95]

Пьезоэлектрические приемники (см. Приемники ультразвуковые) [c.683]

Прямой пьезоэлектрический эффект используют в приемниках ультразвуковых колебаний, где последние преобразуются в переменный ток. Но если к такому приемнику приложить переменное напряжение, в полной мере обнаруживается и обратный пьезоэффект. В этом случае переменный ток преобразуется в ультразвуковые колебания и приемник работает как ультразвуковой излучатель. Следовательно, пьезоэлектрический приемник и излучатель могут быть представлены в виде одного прибора, которым можно поочередно излучать и принимать ультразвуковые колебания. Такой прибор называют ультразвуковым акустическим преобразователем. [c.64]

Современные дефекты комплектуют набором излучателей и приемников ультразвуковых волн — электроакустических преобразователей (ЭАП). Здесь рассмотрены только пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП), нашедшие наиболее широкое применение. [c.100]

В третьей главе представлены результаты разработок аппаратуры для сейсмического моделирования. Здесь описан первый импульсный ультразвуковой сейсмоскоп для исследования сейсмических волн на моделях, а также рассмотрены результаты работ по конструированию модернизированной аппаратуры другими исследователями при консультации автора. В конце главы рассмотрены результаты работ с перспективным для сейсмического моделирования емкостным приемником ультразвуковых волн, так как пьезоэлектрические ультразвуковые датчики, используемые в моделировании, имеют много недостатков. [c.266]

Эхо-импульсный (эхо-метод) основан на отражении акустических (ультразвуковой частоты) колебаний от поверхности раздела между дефектом 2 и материалом детали 1 (рис. 30.1, а). Колебания излучаются электроакустическими источниками (И) в виде пластин из пьезоэлектрических материалов. Отраженные от дефекта ультразвуковые колебания улавливаются приемником (П), преобразуются затем в электрический импульс, наблюдаемый на экране осциллографа. [c.549]

Излучение и прием ультразвука. Излучение ультразвуковых волн и прием отраженных сигналов в ультразвуковой дефектоскопии производятся с помощью специальных устройств, называемых искателями (рис. 42). В прямых и наклонных искателях функции излучения и приема ультразвука выполняет один и тот же пьезоэлектрический преобразователь. В раздельно-совмещенном РС-искателе имеются два преобразователя, один из которых является излучателем, а другой — приемником. С помощью прямых искателей ультразвуковые колебания вводятся в изделие перпендикулярно, а наклонных и РС-искателей — под углом к поверхности изделия в точке ввода. [c.71]

Ультразвуковое давление принимается опертой (или защемленной) по краю пластинкой 1 и трансформируется в давление на переходный выступ 2 стального прямоугольного бруска 3 с выфрезерованными углублениями 4 VI 5. Брусок 3 концами оперт на корпус приемника. В углубление 4 вкладываются две пьезоэлектрические пластинки так, как пока-зано на рисунке. Векторы поляризации (схематически показаны стрелками) направлены навстречу друг другу. В этом случае пьезоэлементы, как и в первом варианте, работают параллельно. Вывод от общего электрода присоединяется ко входу катодного повторителя. [c.352]

Гидростатический метод градуировки пьезоэлектрических приемников [40], как и предыдущий метод, не требует излучателей ультразвуковой энергии, и поэтому градуировка производится в отсутствие звукового поля. Сущность метода состоит в том, что приемник подвергается воздействию гидростатического давления, изменяющегося со временем по линейному закону. В этом случае чувствительность приемника определяется соотношением [c.374]

Вторим по своему значению для промышленного контроля сварных изделий является ультразвуковой метод. Ультразвуковые колебания получают чаще всего магнитострикционным и пьезоэлектрическим способами. При выполнении контроля рядом со швом на поверхности металла устанавливают пьезоэлектрический щуп ультразвукового дефектоскопа, который посылает в металл ультразвуковые колебания. Ультразвук вводится в изделие отдельными импульсами под углом к поверхности металла. В перерывах между импульсами пьезоэлемент щупа является приемником отраженного от дефекта ультразвука. При наличии дефекта в шве возникает отраженный луч, который благодаря пьезоэффекту воспринимается щупом и преобразуется в электрический [c.440]

При выполнении контроля по методике, разработанной в МВТУ им. Баумана, рядом со швом располагают призматической формы кварцевый пьезоэлектрический излучатель ультразвуковых колебаний. Этот излучатель, называемый щупом, обеспечивает направление узкого ультразвукового луча под углом к поверхности изделия, что обеспечивает прозвучивание шва. Ультразвук вводится в изделие отдельными импульсами, а в перерывах между ними пьезоэлемент щупа используется в качестве приемника отраженного ультразвука. Таким образом, если в шве имеется скрытый дефект, то возникает отраженный луч, который воспринимается щупом и преобразуется в электрический заряд. После усиления он подается на трубку катодного осциллографа, что и дает возможность визуально убедиться в наличии дефекта внутри шва. [c.311]

Ультразвуковые расходомеры. Они основаны на взаимосвязи между скоростью измеряемого потока и скоростью распространения звуковых колебаний между двумя точками трубопровода. Первичный преобразователь такого расходомера представляет собой отрезок трубопровода с установленными на его стенках двумя пьезоэлектрическими датчиками, играющими роль излучателя и приемника высокочастотных колебаний. Измеряемым параметром может быть сдвиг фаз или разность частот колебаний, направляемых по потоку или против него. Как указывается в работе [13], основные источники погрешностей ультразвуковых расходомеров следующие а) изменение скорости распространения колебаний из-за изменения плотности потока б) отражение ультразвукового луча в) зависимость показаний от числа Не (вследствие того, что фактически измеряется не средняя по сечению трубы скорость, а средняя скорость вдоль ультразвукового луча). Электронно-акустическая аппаратура 372 [c.372]

Керамические пьезодатчики преобразуют механические колебания в электрические (и наоборот) и их используют в качестве приемников гидролокации, в качестве излучателей ультразвуковых колебаний, в головках звукоснимателей и т. п. Основой такого пьезоэлектрического преобразователя является керамическая пластинка, полученная на основе титаната бария, но с замещением части ионов бария ионами свинца, что значительно повышает зависимость г от приложенного давления. [c.115]

Возникновение кавитации можно наблюдать визуально по появлению туманного облачка пузырьков в ультразвуковом поле. Если в ультразвуковом поле измерения проводить малоинерционным пьезоэлектрическим приемником, то возникновение кавитации сопровождается резким и нерегулярным изменением амплитуды принимаемого сигнала. На ультразвуковых частотах при больших интенсивностях возникновение кавитации сопровождается шипением, напоминающим шум закипающего чайника. Связано это с тем, что захлопывание кавитационных полостей создает интенсивный шум. Кроме непрерывного (белого) шума, простирающегося до слышимых звуковых частот, в спектре кавитационного шума есть отдельные спектральные линии, соответствующие основной частоте, ее гармоникам и субгармоникам. Отметим, что по уровню кавитационного шума можно судить об интенсивности кавитации. [c.402]

Основной частью установки для регистрации микрометеоров являются пьезоэлектрические приемники, прикрепленные изнутри к внешней оболочке спутника или ракеты. Эти приемники воспринимают шум, возникающий от ударов метеорного дождя по оболочке. Вследствие больших скоростей движения метеоров, эти шумы лежат главным образом в ультразвуковом диапазоне частот. [c.65]

Ультразвуковой метод. Ультразвуковые волны имеют частоту, находящуюся за пределами верхней границы частот, вызывающих ощущение звука. Ультразвук обладает свойством не ослабевать при прохождении через жидкости и твердые тела. Используя это свойство ультразвука, проф. С. Я. Соколов создал приборы для обнаружения дефектов в металлических изделиях. Приборы ультразвуковой дефектоскопии основаны на методе обнаружения ослабленного ультразвука при наличии дефектов в изделии. Если пропускать узкий пучок ультразвука через все части изделия, то при наличии в изделии дефекта будет наблюдаться ослабление ультразвука. Ослабление ультразвука улавливается приемником, установленным с другой стороны изделия. В качестве источников ультразвуковых колебаний обычно используют пьезоэлектрические искатели. [c.57]

Титанат бария, как указано, теряет свои пьезоэлектрические свойства при температуре примерно около 120° С, но приблизительно до 100° С его пьезоэффект почти не изменяется. Пластинки из титаната бария значительно дешевле пластинок из сегнетовой соли и тем более из кварца по механической прочности они не уступают кварцу. Титанат бария не растворяется в воде. Эти свойства пьезоэлектрика из титаната бария позволяют широко применять его в ультразвуковой дефектоскопии в качестве датчиков и приемников ультра- [c.95]

Использование резонансных акустических приемников (скажем, пьезоэлектрических пластинок) позволяет, вообще говоря, определить только парциальный коэффициент поглощения. Единой методики для измерения поглощения в жидкостях и газах, естественно, нет. В качестве широкополосных приемников в технике измерения интенсивных ультразвуковых волн в жидкостях применяются при-ем1ники типа акустического абсолютно черного тела . [c.168]

В качестве излучателей и приемников ультразвуковых колеба-1ИЙ используются пластинки из пьезоэлектрических кристаллов. Лх упругие свойства таковы, что позволяют делать пластинки, )бладающие очень высокими собственными частотами колебаний — шлоть до десятков мегагерц. При совпадении частот внешнего 8 115 [c.115]

К основным пьезоэлектрическим материалам, в частности, относятся кварц 8102 (преобразователи различного назначения), дигидрофосфат аммония Ш4Н2Р04 (элементы излучателей в гидроакустической аппаратуре, микрофонах и др.), виннокислый калий (КВ) К2С4Н4Об 0,5Н2О (резонаторы, фильтры дальней связи), ниобат лития Ь1№0з (преобразователи различного назначения, излучатели и приемники ультразвуковых колебаний СВЧ-диапазона). [c.674]

В качестве излучателей и приемников ультразвука используют пьезопластины из пьезоэлектрической керамики или пьезокварца. Излучатели и приемники ультразвуковых волн называют пьезопреобразователями. При подаче на пьезопластину электрического напряжения она изменяет свою толшину. Если напряжение знакопеременно, то пластина колеблется в такт с этими изменениями, создавая в окружающей среде упругие колебания. При этом пластина работает как излучатель. И, наоборот, если пьезоэлектрическая пластина воспринимает импульс давления (отраженная ультразвуковая волна), то на ее обкладках вследствие прямого пьезоэлектрического эффекта появятся электрические заряды, величина которых может быть измерена. В этом случае пьезопластина работает как приемник. [c.259]

При стыковой сварке дефекты могут выявляться ультразвуком. Так, при частоте 2,6 МГц выявляются поры, раковины и непровар ра1-мером более 1,3 мм. Для лучшего ввода ультразвука поверхность точки смачивается минеральным маслом. Этим способом можно с извевт ным приближением судить о треш,инах и непроваре при стыковой сварке. Поперечные волны вводят под определенным углом к дефекту призматическими щупами. Точки проверяют щупами с двумя пьезв-элементами. Однако для точечной сварки более перспективен контроль ультразвуком, при котором пьезоэлектрический излучатель и приемник ультразвуковых колебаний (УЗК) установлены в каналах с водой верхнего и нижнего электрода. Способ основан на различном поглощении УЗК твердым и жидким металлом. Продольные колебания слабо реагируют на расплав, а поперечные не распространяются в жидких средах и отражаются от границы ядра. Продольные колебания от излучателя конусным дном преобразуются в поперечные, а затем после зоны сварки снова преобразуются в продольные и попадают в приемник. При большой зоне расплава УЗК полностью экранируются, а при непроваре все достигают приемника. Уровень несколько меняется при изменении Р . и площади контакта электрода с деталью. Контроль осуществляют по снижению амплитуды или по площади, ограничений огибающей УЗК- Для каждого материала разрабатываются эталоны записи качественных точек. [c.208]

Аналогичную структуру имеет ультразвуковая система для определения координат захвата робога. Различие заключается в том, что, если в системе для транспортного робота излучатель электрически не связан с блоком обработки, то в системе для захвата манипулятора генератор излучаемых импульсов запускается тактовыми импульсами, поступающими с общего блока обработки. В этом случае расчет координат осуществляется гю формулам, в которые входят абсолютные значения расстояний от излучателя, расположенного на конце захвата, до трех ближайших приемников, размещенных в рабочей зоне манипулятора. В качестве излучателя и приемников использованы пьезоэлектрические преобразователи МУП-1 с рабочей частотой 40 кГц. Преимуществами данной системы являются возможность измерения координат конца захвата непосредственно в декартовых координатах, а также исключение погрешности, возникаюп],ей в датчиках, устанавливаемых в сочленениях захвата. [c.64]

Анализ конструкций акустических течеискателей показал, что, в основном, они изготовлены примерно по одинаковым принципиальным схемам. Приемник течеискате-ля улавливает ультразвуковые колебания газа, истекаю-щего через течи, и преобразует их в электрические колебания. В качестве приемника обычно используют пьезоэлектрический микрофон, который либо размещают в корпусе течеискателя (ТУЗ-2, ТУЗ-5М), либо выполняют в виде выносного щупа (АТ-1, АТ-2), в котором смонтирован микрофон и предварительный усилитель высокой частоты, усиливающий электрические колебания по мощности и напряжению. В нем есть несколько каскадов усиления, собранных на транзисторах, поэтому коэффициент усиления можно регулировать. В преобразователе электрические сигналы детектируются по амплитуде, фильтруются и проходят согласующий каскад. Усилитель низкой час ТОТЫ усиливает электрические колебания до величины, необходимой для нормальной работы индикаторного прибора и головных телефонов. В усилителе предусмотрена регулировка коэффициента усиления. Блок питания осуществляет электроснабжение всех узлов течеискателя. В нем есть аккумуляторные батареи, для подзарядки которых служит зарядное устройство. [c.119]

Ультразвуковая дефектоскопия (УЗД) - один из наиболее эффективных методов неразрушающего контроля. Дефектоскопия основана на принципе передачи и приема ультразвуковых импульсов, отражаемых от дефекта, расположенного в металле. Высокочастотные звуковые воЛны распространяются по сечению контролируемой детали или узла направлешо и без заметного затухания, а от противоположной поверхности, контактирующей с воздухом, полностью отражаются. Для возбуждения и приема колебаний используются прямой и обратный пьезоэлектрический эффекты титаната бария (кварца). Генератор электрических ультразвуковых колебаний возбуждает пьезоэлектрический излучатель (передающий щуп), который через слой жидкости связан с поверхностью детали. Механические колебания, полученные от действия переменного магнитного поля на пьезоэлектрическую пластинку излучателя, распространяются по толще металла и достигают противоположной стороны сечения. Отражаясь, возвращаются и через жидкую среду возбуждают в пьезоэлектрическом приемнике (приемном щупе) электрические колебания, которые после усиления высвечивают на индикаторе характер прохождения колебаний. Если препятствий, мешающих прохождению колебаний, не оказалось, амплитуды прямого и отраженного импульсов одинаковы. При наличии дефекта импульсных пиков будет три, причем отраженный от дефекта - меньший (рис. 4.4). Во время работы дефектоскопа колебания возбуждаются не непрерывно, а короткими импульсами. Существует несколько тапов дефектоскопов и наборов щупов. [c.157]

Вводя путем диффузии в кристалл на некоторую глубину медь, методом испарения ее под вакуумом, можно создать тонкий слой у поверхности кристалла, лишенный проводимости, но сохраняющий пьезосвойства. Таким образом, получается кристалл с монолитно связанной с ним тонкой пьезопластинкой на одной из его граней. Такие пьезоэлектрические концы можно придать противоположным граням длинного кристалла. Используя один из них как пьезоизлучатель высокого ультразвука в кристалл, а второй— как приемник, осуществляют линию задержки ультразвукового сигнала. [c.186]

Коэффициенты же прохождения по давлению и скорости, определяющие их амплитуды в проходящей волне, как следует из уравнений (VI 1.9), существенно зависят от того, из какой среды в какую проходит волна. Если падающая волна распространяется в акустически жесткой среде и проникает через границу раздела в акустически мягкую среду, т. е. если Zj z.,, то амплитуда давления в проходящей волне будет незначительной, а амплитуда колебательной скорости почти удваивается по сравнению с падающей волной. Наоборот, при Zi << Z2, т. е. при распространении волны в мягкой среде и падении на границу раздела с более жесткой средой, например из газа в жидкость, в проходящей волне удваивается алшлитуда давления и соответственно убывает амплитуда скорости. Последнее обстоятельство необходимо особо подчеркнуть, так как приемники ультразвука обычно фиксируют давление (например, пьезоэлектрический кристалл), и поэтому такой приемник, будучи, например, погруженным в жидкость, зарегистрирует почти удвоенную амплитуду (давления) ультразвуковой волны, падающей на эту жидкость из пограничной с ней газообразной среды. [c.145]

Приемником является такая же пластинка, преобразующая ультразвуковые колебания в электрические, так как описанное явление, называемое пьезоэлектрическим эффектом, обратимо. [c.689]

Если распространяющиеся от пьезоэлектрического излучателя ультразвуковые колебания, пройдя через испытуемый материал или отразившись от включения, попадут на другую пьезоэлектрическую пластинку (приемник), то в последней возникнут упругие деформации, которые будут сопровождаться появлением на -ее электродах зарядов переменного знака с частотой, равной частоте ультразвуковых колебаний. Снимаемое с электродов приемника напряжение усиливается с помощью электронного усилителя и воспроизводится каким-либо индикатором. Пьезопреобразователи электрических колебаний в ультразвуковые используются для ввода ультразвуковых волн в испытуемый образец они носят название излучающих искательных головок, а устройства, прерб-разующие ультразвук в переменное напряжение, называются приемными искательными головками. В качестве пьезоэлемента в искателе используется пластинка кварца или поляризованной сегнетокерамики на основе титаната бария. С помощью пьезопреобразователей может быть, вообще говоря, получена сила ультразвука до 50 вт1см от кварцевых пластин и до 20 вт1см 298 [c.298]

Ультразвуковой микроскоп . Мы знаем, что звуковые р ультразвуковые колебания при помощи микрофона и пьезоэлектрических и магнитострикционных приемников можнс преобразовать в колебания электрические. Известно также, что электрические колебания можно превратить в световое изображение, как это делается, например, в телевидении Отсюда возникает мысль, нельзя ли при помощи звука илр ультразвука видеть те или иные предметы Другими словами, нельзя ли при помощи звуковых или ультразвуковьи волн осуществить звуковидение [c.316]

Остановимся несколько подробнее на приборе УЗИТС-ЗА, как на более совершенном. Блок-схема прибора приведена на рис. 1. Ультразвуковая поверхностная волна, посылаемая излучателем вдоль слоя, принимается пьезоэлектрическим приемником и наблюдается на экране индикатора, где производится измерение ее амплитуды. Расстояние между излучателем и приемником остается для данной серии измерений постоянным и выбирается, исходя из конкретных условий данной серии измерений (толщины слоя, коэффициентов затухания, габаритов деталей и т. д.). [c.218]

Ультразвуковой дефектоскоп укомплектован набором наклонных искателей, в которых пьезоэлектрическая пластина наклонена по отношению к плоскости контролируемого изделия (рис 161). Кроме наклонных искателей существуют прямые и раздельно-совмещенные. Прямые и наклонные искатели работают в основном по совмещенной схеме. В раздельно-совме-щенных искателях одна пьезопластина присоединена к генератору электрических колебаний, а другая к приемнику. [c.219]

Пьезоэлектрический модуль для сегнетовой соли приблизительно в 150 раз больше, чем для кварца или некоторых других кристаллов, как например, турмалина. Однако из-за низкой механической прочности пластинки из кристаллов сегнетовой соли малопригодны для излучателей ультразвука. Но благодаря высоким ьезоэлектрическим свойствам о и могут применяться в качестве приемников звуковых колебаний в технике ультразвука и, в частности, в ультразвуковой дефектоскопии. [c.94]

Проходит обратно и, лройдя через излучающую пластинку, попадает в а ку стиче-скую линзу. Линзой ультразвуковая энергия фокусируется в определенной точке Д плоскости, в которой находится приемник. Те же ультразвуковые колебания, которые излучаются пьезоэлектрической пластинкой 2 в сторону линзы нормально к ее поверхности, будут фокусироваться в точке и попадут на приемник рассеянными они будут накладываться па приемник лишь некоторым фоном. [c.123]

Гидролокация. Отражение упругих волн от границы двух сред лежит в основе гидролокации—важнейшего технического применения ультразвука. Под гидролокацией понимают определение местоположения тел, находящихся в воде, с помощью ультразвука. Гидролокация была изобретена во время первой мировой войны выдающимся французским физиком П. Ланжевеном — прогрессивным ученым, другом Советского Союза, Идея гидролокации весьма проста. Ее поясняет рис, 208, Источник ультразвука (магнитострикционный, пьезоэлектрический), вделанный в дно корабля, излучает импульсно-модулированные ультразвуковые волны. Волны излучаются в виде остро-направленного пучка (см. гл, VIII, 6), Приемник (также магнитострикционный или пьезокварцевый) улавливает волны, отражаемые или рассеиваемые той или иной поверхностью раздела, на которую попадает ультразвуковой пучок. Это может быть, например, поверхность погруженной подводной лодки. На границе вода—сталь получается сильное отражение здесь у = 27, Л = 0,86. Устройство, аналогичное в принципе применяемому в радиолокации (гл, VII, 6), позволяет измерить время, в течение которого ультразвуковой импульс пробегает расстояние от источника до отражающей поверл-ности и обратно. Зная скорость ультразвука, легко отсюда определить расстояние до этой поверхности. Строго говоря, здесь под скоростью ультразвука нужно понимать групповую скорость (см, гл. V, И), Однако в воде nppi частотах, употребляемых в гидролокации, она практически совпадает с фазовой (нет заметной дисперсип). [c.212]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...