Покажем, что аналогичный импеданс имеет последовательная цепочка.

Расчетные параметры используются при разработке измерительной аппаратуры для обеспечения максимальной чувствительности контроля. Мы рассмотрели эквивалентную схему пьезоэлемента без учета затухания. Более реальному случаю отвечает схема, в которой эти потери учитываются.

АКУСТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ПЬЕЗОИЗЛУЧАТЕЛЯ В УЗ-дефектоскопии вводятся следующие понятия: 1. Поле излучения. 2. Поле приема. 3. Поле излучения-приема. 4. Поле излучения определяется зависимостью амплитуды акустического сигнала (давления, колебательной скорости, смещения), создаваемого излучателем, от положения точечного приемника, который помещается в исследуемую точку пространства. 5. Поле приема определяется зависимостью сигнала приемного преобразователя от положения в пространстве точечного ненаправленного излучателя. 6. Поле излучения-приема определяется зависимостью сигнала преобразователя, возникающего в результате отражения акустической волны, излучаемой тем же преобразователем от положения в пространстве точечного отражателя, который рассеивает падающие волны равномерно по всем направлениям. Акустической осью преобразователя в виде пластины называется направление перпендикулярное к его излучающей поверхности, проходящее через геометрический центр пластины.

Рассмотрим изменение поля излучения излучателя в виде круглой пластины, возбуждающего плоские волны, на акустической оси. В общем случае акустическое давление в точке с координатами r, определяется с помощью интеграла Релея :

Из диаграммы видно, что помимо основного лепестка, в котором сосредоточена основная доля излучения, имеются дополнительные максимумы боковые лепестки. Их наличие в ряде случаев может внести неоднозначность при интерпретации результатов акустического контроля. Акустическое поле наклонного излучателя Если ввод колебаний осуществляется через промежуточную среду, например наклонную призму, то поле преобразователя определяется приведенными выше формулами и графиками при использовании мнимого источника-излучателя. Принцип построения мнимого источника заключается в том, что для каждого элементарного источника на действительном излучателе строят расходящийся пучок лучей с учетом преломления их на границе «призма-изделие». Преломленные лучи продолжают за пределы границы преломления в сторону призмы и определяют точку концентрации расходящегося пучка. Эту точку принимают за мнимый источник, излучение от которого распространяется как бы в однородной среде изделии. Совокупность мнимых источников образует мнимый излучатель.

Требования к излучателям УЗ-колебаний При проектировании излучателей обычно решают задачи: 1. сжатие диаграммы направленности; 2. уменьшение размера боковых лепестков; 3. сглаживание осцилляций в ближней зоне. Наличие минимумов и максимумов интенсивности колебаний в ближней зоне излучателя затрудняет определение координат и размеров дефектов по величине амплитуды зарегистрированного сигнала при УЗ контроле. Для уменьшения осцилляций используют круглые пьезопреобразователи, амплитуда возбуждающих колебаний которых центрально симметрична, но неравномерна по радиусу. Для этого уменьшают степень поляризации от края к середине пластины. Если амплитуда колебаний пластины возрастает от центра к периферии по закону, то при осцилляции в ближней зоне малозаметны. Такие преобразователи имеют достаточно высокую направленность излучения, но сложны в изготовлении и имеют малую чувствительность.