Конструктивные особенности преобразователей

Основные акустические параметры наклонных преобразователей — ширина диаграммы направленности, разрешающая способность (по оси пучка), чувствительность-определяются их конструкцией, а именно: размерами и конфигурацией, углом ввода, акустическими константами призмы и степенью демпфирования. Преобразователь состоит из следующих основных элементов: пьезопластины, демпфера, призмы, протектора и корпуса. Пьезопластина — является основным элементом ПЭП. Ее изготавливают из пьезоэлектрических материалов: кварца, цирконата-титаната свинца (ЦТС), титаната бария и др. Пьезопластина обычно имеет толщину, равную половине длины волны УЗК в пьезоматериале на рабочей частоте. На противоположных поверхностях пластины располагаются металлические (обычно серебряные) электроды для приложения электрического поля. От формы электродов зависят работающие участки пьезопластин. Во избежание пробоя по краям пластины часто оставляют неметаллизированную полоску. Демпфер служит для гашения свободных колебаний пьезопластины, т. е. для получения коротких УЗ-импульсов, а также для предупреждения механических повреждений пьезопластин, особенно тонких. Материал демпфера и его форма должны обеспечивать достаточно сильное затухание УЗК без многократных отражений. В некоторых ПЭП (например, наклонных) демпфер часто отсутствует. Призма изготовляется обычно из износостойкого материала с небольшой скоростью ультразвука (оргстекло, полистирол, поликарбонат, деклон, капролон и др.), что позволяет при относительно небольших углах падения получать углы преломления до 90°. Размер призмы зависит главным образом от размера и формы пьезопластины. При разработке и изготовлении преобразователей размеры, форму и материал призмы выбирают таким образом, чтобы они по возможности удовлетворяли следующим основным требованиям: обеспечивали достаточное гашение УЗК, возникающих при отражении волн на границе раздела призма — изделие, при этом незначительно ослабляли УЗК в самой призме. Кроме того, материал призмы должен обладать износостойкостью и смачиваемостью, а в ряде случаев и термостабильностью. Протектор защищает пьезоэлемент от изнашивания и воздействия контактной жидкости, улучшает акустический контакт при контроле контактным способом. Для повышения износостойкости преобразователя к пьезопластине приклеивают протекторы толщиной 0,1−0,5 мм из кварца, бериллия, стали, смол с порошковым наполнителем (например, порошком из компаунда или бериллия) и т. п. Протекторы также изготавливают в виде сменных пленок из эластичных пластмасс, например, из полиуретана. В этом случае между пьезопластиной и протектором вводят контактную жидкость (масло). Корпус преобразователя обеспечивает прочность конструкции, а также экранирование пьезоэлемента и выводов от электронных помех (для этого корпус из пластмассы металлизируют).