Пьезоэлектрические излучатели и приемники ультразвука

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ И ПРИЕМНИКИ УЛЬТРАЗВУКА [c.37]

Для того чтобы пьезоэлектрический излучатель и приемник ультразвука работали с максимальной эффективностью, кроме свойств самой кристаллической пластинки, большое значение имеет удачная конструкция держателя. Поскольку большая часть кристаллодержателей была разработана чистО опытным путем, представляет интерес кратко остановиться на последних полученных конструкциях. [c.83]

Для излучения и приема ультразвуков пользуются пьезоэлектрическими излучателями и приемниками. [c.38]

Пьезоэлектрический преобразователь, соединенный с фотопроводящей пластиной и с подключенными электродами (прозрачными на стороне с фотоэмульсией), может быть использован как излучатель и приемник ультразвука с оптическим управлением. [c.295]

Магнитострикционный и пьезоэлектрический эффекты обратимы те же преобразователи могут служить не только излучателями, но и приемниками ультразвука. [c.17]

В качестве приемников ультразвуков применяются пьезоэлектрические пластинки такой же толщины, как и пластинка излучателя, волны которого должны быть [c.745]

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]

Способам измерения отвечают конкретные режимы преобразования. Так, приложению электрического поля (приводящему к механической деформации) соответствует измерение коэффициента й при обратном пьезоэффекте, а деформированию кристалла с возникновением электрического заряда — измерение коэффициента е при прямом пьезоэффекте и т. д. Следовательно, если требуется получить, например, высокое электрическое напряжение под действием механических напряжений, необходимо использовать кристаллы с наибольшими коэффициентами такие требования предъявляются, в частности, к пьезоэлектрическим приемникам звука и ультразвука. Эффективные деформации под действием электрического поля возникают в кристаллах с наибольшими коэффициентами й такие кристаллы используют, например, при создании излучателей звука и ультразвука. Для измерения деформации электрическими методами выбирают кристаллы с наибольшими коэффициентами к или е (пьезоэлектрический сейсмограф, пьезоэлектрический звукосниматель и т. д.). [c.129]

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]

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 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]

Гидроакустические излучатели и приемники. В гидроакустике весьма часто применяются магнитострикционные излучатели и приемники ультразвука. Но также очень часто применяются и пьезокристаллические преобразователи в частности, излучение может осуществляться магнитострикционным преобразователем, а прием — пьезоэлектрическим. [c.104]

Ультразвук используется и для определения координат промышленного робота или отдельных его компонентов. Например, разработана система для определения трех координат цехового транспортного робота с целью обеспечения управления его движением. Принцип работы этой системы основан на измерении разности расстояний от автономного излучателя, установленного на роботе, до четырех ближайших приемников, размещенных в помещении цеха, с последующим расчетом координат. В качестве излучателя и приемников иснользованы пьезоэлектрические преобразователи. Режим работы — импульсный, частота излучения 40 кГц, длительность импульса 1 м с, частота повторений — переменная с возможностью управления от ЭВМ, число излучателей — 1, число одновременно подключаемых приемников — до 32. [c.63]

Кроме кварца пьезоэлектрическими свойствами обладают такие широко используемые в технике кристаллы, как KDP — дигидрофосфат калия (КН2РО4), ADP — дигидрофосфат аммония ((NH4H2PO4), а также различные виды пьезокерамики. Пьезоэлектрики находят применение в качестве мощных излучателей и чувствительных приемников ультразвука, стабилизаторов частоты, электрических фильтров высоких и низких частот, трансформаторов напряжения и тока. [c.296]

Пьезоэффект, открытый в 1880 г. братьями Кюри, широко используются в технике для преобразования механических смещений или напряжений в электрические сигналы (звукосниматели, приемники ультразвука, датчики деформаций и т. д.) или (обратный пьезоэффект) — электрических сигналов в механические (акустические излучатели, генераторы ультразвука и т. д.). Вещества с четко выраженными пьезоэлектрическими свойствами называют пьезоэ.иектриками, а материалы, предназначенные для использования их пьезоэффекта, — пьезоэлектрическими материалам и. [c.228]

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]

Так, например, согласно прежним исследованиям Хильтшера [884], акустическая мощность, отдаваемая на единицу объема кристаллом сегнетовой соли при максимально допустимой нагрузке, составляет лишь 1 % мощности, отдаваемой кристаллом кварца. Несколько лучше в этом отношении кристаллы ADP, которые все шире применяются в качестве подводных излучателей ультразвука. В качестве вибраторов с колебаниями по толщине можно применять также и сульфат лития, выгодно отличающийся своими пьезоэлектрическими константами и обладающий сравнительно большой механической прочностью кроме того, сегнетова соль и сульфат лития находят себе применение в пьезоэлектрических приемниках давления. [c.93]

В некоторых случаях оказывается возможным использовать пьезоэлектрический излучатель также и в качестве приемника. Еще Ланжевен [11781, применяя ультразвук в эхолоте, принимал отраженные звуковые волны тем же кварцем, который за мгновение до этого работал излучателем, и регистрировал их на осциллографе (см. гл. VI, 3, п. 1). [c.154]

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]

Как уже отмечалось, работы Ланжевена показали возможность применить ультразвук для обнаружения подводных лодок. В качестве излучателя он использовал конденсаторный преобразователь. Ланжевен также первым применил пьезоэлектрический эффект для генерирования ультразвуковых колебаний в сконструированном им подводном излучателе. Кристаллические вибраторы Ланжевена частично уже были описаны. Такой вибратор представлял собой мозаику из отдельных кристаллов толщиной 2 мм, зажатых между стальными плитами диаметром 25 см и толщиной 3 см. Вся эта система обладала резонансной частотой около 40 кгц. Подобное устройство широко используется в настоящее время как в качестве излучателя, так и в качестве приемника, причем в первом случае преобразователь связан с генератором, а во втором — с приемным усилителем. [c.155]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...