Наклонные преобразователи

Отличаются от прямого наличием наклонной призмы (рис. 3).

Рис. 3

Пьезоэлемент излучает в призму продольные волны, которые на гарнице призмы с изделием преломляются и трансформируются в поперечные. Не вошедшая в изделие часть ультразвуковой энергии попадает в ловушку и гасится в ней. Демпфер в наклонных преобразователях либо отсутствует, либо его делают из материала с малым акустическим сопротивлением (т.к. здесь нет идущей в направлении к пластине отраженной волны). Пьезопластину прижимают к призме через слой масла или приклеивают к ней. Призму чаще всего делают из оргстекла. Угол падения луча или преломляющий угол a выбирают таким, чтобы в изделии возникали только поперечные волны. Это условие выполняется в интервале между первым и вторым критическими углами. Особенное внимание уделяют на то, чтобы не возбуждалась поверхностная волна, т.к. она вызовет появление интенсивных ложных сигналов от неровностей поверхности изделия. Для этого необходимо выполнить условие

где - длина волны в материале призмы;

2а – диаметр пластины;

- угол падения, при котором возбуждается поверхностная волна.

Для пары оргстекло – сталь при угол a выбирают в пределах 28,5 – 55⁰. При этом, согласно закону синусов, в стали будут возбуждаться поперечные волны под углами .

Если возникает задача возбуждения волны в изделии под меньшими углами преломления, угол падения выбирают меньше первого критического и используют продольную преломленную волну. Чтобы поперечная волна на мешала контролю, следует отступить от первого критического угла на 4 и более градусов в меньшую сторону. Например, для пары оргстекло – сталь при угол преломления продольной волны будет 45⁰, а поток энергии продольной волны в два раза больше потока энергии поперечной волны. Наклонные преобразователи с возбуждением продольных волн используют часто для контроля сварных швов.

Выбирая соответствующие углы наклона, с помощью наклонных преобразователей возбуждают поверхностные, поверхностно-продольные волны и различные моды волн в пластинах и стержнях.

При конструировании призмы обращают внимание на то, чтобы отраженные от поверхности призма-изделие волны попадали в ловушку, а не на пьезопластину. Для улучшения гашения ультразвуковых волн в ловушке ее грани иногда делают ребристыми или в ловушке сверлят много мелких отверстий.