ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Генерирование ультразвуковых волн из "Ультразвуковая дефектоскопия" В практике ультразвуковой дефектоскопии металлов применяют УЗК частотой от 0,5—0,8 до 10,0 МГц. Для получения ультразвука таких частот применяют пьезоэлектрические, магнитострикционньге, электромагнитно-акустические (ЭМА) и другие преобразователи. Наибольшее распространение получили пьезоэлектрические преобразователи, в которых активным элементом являются пьезоэлементы, изготовленные из монокристалла кварца или пьезокерамических материалов — титаната бария, цирконат титаната свинца (ЦТС) и др. (ГОСТ 13927—74). На поверхности пьезоэлементов наносят тонкие слои серебра, служащие электродами. При подведении к электродам переменного электрического напряжения пьезоэлемент совершает вынужденные механические колебания (растягивается и сжимается) с частотой электрического напряжения (обратный пьезоэффект). При воздействии на пьезоэлемент упругих механических колебаний на его электродах возникает переменное электрическое напряжение с частотой воздействующих механических колебаний (прямой пьезоэффект) (рис. 23). [c.55] Подавая на пьезоэлемент переменное напряжение с частотой, отличной от собственной частоты колебаний, можно получить вынужденные колебания пьезоэлемента с любой частотой. Однако в этом случае излучаемая энергия будет меньше, чем на резонансной частоте. [c.55] Добротность — количественная характеристика резонансных свойств пьезоэлемента, показывающая, во сколько раз амплитуда вынужденных колебаний при резонансе превышает амплитуду вынужденных колебаний на частоте намного ниже резонансной при одинаковой амплитуде вынуждающей силы. Добротность определяется-поглощением звука, т. е. внутренними потерями в веществе данной колебательной системы и излучением звука в окружающую среду, на которое также расходуется энергия колебательной системы (внешние потери). [c.56] Пьезоэлементы, используемые в ультразвуковой дефектоскопии, имеют обычно низкую добротность — в пределах от 1 до 10 [8]. [c.56] Мощность звука измеряется в ваттах, а интенсивность — в ваттах на 1 см или на 1 м . Интенсивность звука достигает 10 Вт/см . [c.56] Пьезоакустические преобразователи характеризуются также чувствительностью, коэффициентом полезного действия и собственным электрическим импедансом. [c.56] Чувствительность — отношение звукового давления в максимуме характеристики направленности на расстоянии 1 м от преобразователя к электрическому напряжению на нем или протекающему в нем току. Чем выше звуковое давление и ниже электрическое напряжение, тем выше чувствительность преобразователя. Коэффициент полезного действия характеризует эффективность преобразователей и определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному пьезопреобразователем. К.п.д. пьезопреобразователей составляет 40—70 %. [c.56] Под акустическим импедансом понимают полное сопротивление преобразователя, представляющее собой отношение амплитуд звукового давления к колебательной скорости. От акустического импеданса зависят мощность изучения, к.п.д. и другие характеристики. В ультразвуковой дефектоскопии пользуются также понятием удельного акустического сопротивления, выражающегося отношением звукового давления к колебательной скорости в данной точке. Для плоской волны удельное акустическое сопротивление равно волновому сопротивлению среды, определяющей условия отражения и преломления звука на границе двух сред. [c.57] Если пьезоэлемент приложить к контролируемой детали, то в ней будут возбуждаться и распространяться упругие волны. В зависимости от режима работы генератора переменного электрического напряжения их можно излучать непрерывно или в виде импульсов. [c.57] Устройство различных преобразователей (искателей, искательных головок) рассмотрено в гл. V. [c.57] Вернуться к основной статье