Ультразвуковые преобразователи

Классификация и общие требования

Для возбуждения и приема ультразвуковых колебаний используют ультразвуковые преобразователи (ПЭП). Их классифицируют по способу создания акустического контакта с изделием; способу включения пьезоэлементов в электрическую схему дефектоскопа и расположению электрода относительно пьезоэлемента; по ориентации акустической оси относительно поверхности изделия; характеристикам направленности акустического поля; ширине полосы рабочих частот, числу пьезоэлементов, динамике сканирования в плоскости падения.

С позиций ширины полосы рабочих частот выделяют узкополосные ПЭП, у которых ширина полосы меньше одной октавы, и широкополосные, у которых ширина полосы пропускания больше одной октавы (отношение максимальной и минимальной частот на уровне 0,5 больше двух).

Число пьезоэлементов в ПЭП также является классификаци-онным признаком (одно-, двух- и многоэлементные). Обычно многоэлементные ПЭП называются акустическими системами, или матрицами. К последним также относятся мозаичные ПЭП в виде фазоуправляемых решеток, формирующих заданную направленность акустического поля за счет последовательного возбуждения пьезоэлементов по выбранному временному закону.

По способу расположения электрода относительно пьезоэлемента различают ПЭП с контактным электродом и бесконтактным (разнесенным). В последнем случае возбуждение пьезоэлемента осуществляется через зазор, заполненный диэлектриком,

По динамике сканирования выделяют ПЭП и акустические системы с фиксированным и переменным углом ввода (качающийся луч), регулируемым автоматически или вручную.

Конструкция преобразователей

Рис. 1. Конструкция основных типов УЗ-преобразователей: а -прямой; б - наклонный ИЦ-1; в - раздельно-совмещенный; г- «дуэт» (МГТУ им. Н.Э. Баумана); д - ИЦ-52 с поворотной вставкой (ЦНИИТМАШ); е - с постоянной точкой ввода (ЦНИИТМАШ); ж - ИЦ-13 с фокусировкой (ЦНИИТМАШ)
1 - пьезоэлемент; 2 - протектор; 3 - демпфер; 4 - корпус; 5 - призма; 6 - высокочастотный кабель; 7 - вставка; 8 - электроакустический экран; 9 - ползун; 10 - рычажно-шарнирный механизм