Влияние геометрической формы демпфера на эффективность работы ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя
Цель работы: Оценить влияние геометрической формы демпфера в виде усеченного конуса на эффективность работы ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя. Материалы и методы: Использовано численное и экспериментальное моделирование процессов распространения ультразвуковых сигналов в демпфере ультразвукового преобразователя. Результаты: Рассмотрен демпфер в виде усеченного конуса, образующая которого имеет угол наклона α по отношению к диаметру пьезокерамической пластины. Форма демпфера в виде усеченного конуса выбирается исходя из априорного предположения о том, что это способствует увеличению пути прохождения волны в материале демпфера вследствие многочисленных отражений в нем. Предложен критерий эффективности работы демпфера. Теоретически и экспериментально определено оптимальное (с точки зрения эффективности работы демпфера) значение угла α. Описана технология изготовления демпфера. Отмечено удовлетворительное совпадение результатов теоретических и экспериментальных исследований. Заключение: Эффективность конусного демпфера с наполнителем в виде смеси вольфрамового порошка со смолой КДА в соотношении 1:1 выше по сравнению с демпфером цилиндрической формы. Демпфер, изготовленный из такой смеси, можно эффективно применять при изготовлении преобразователей с частотой не менее 2.5 МГц. Для меньших частот требуется подбирать другой демпфирующий состав с другим наполнителем или с другим соотношением входящих в его состав компонентов. Максимальная эффективность конусного демпфера достигается при наклоне образующей конуса α = 64…66°.
Авторы: М. С. Вечёра, С. И. Коновалов, Р. С. Коновалов, Б. И, В. М. Цаплев, А. Д. Соловьева
Направление: Физика
Ключевые слова: неразрушающий контроль, пьезоэлектрический преобразователь, демпфер
Открыть полный текст статьи