10.14489/td.2017.06.pp.026-033

2017, 06 июнь (June)

DOI: 10.14489/td.2017.06.pp.026-033

Данилов В. Н., Воронкова Л. В.
ПРОСТО О ФИЗИЧЕСКИХ ОСНОВАХ РАБОТЫ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С ФАЗИРОВАННЫМИ РЕШЕТКАМИ. ЧАСТЬ 1
(c. 26-33)

Аннотация. Практически без формул дается простое описание физических основ работы преобразователей с фазированными решетками (ПФР), доступное дефектоскопистам любого уровня подготовки, отмечаются особенности, отличающие ПФР от преобразователей с обычными (цельными) пьезопластинами, обращается внимание на преимущества и ограничения их применения. В части 1, являющейся первой в серии публикаций о преобразователях, рассматриваются особенности формирования сигнала прямого линейного ПФР и влияния ряда факторов на его характеристики.

Ключевые слова: прямой линейный преобразователь, фазированная решетка, расстояние фокусировки, диаграмма направленности, ближняя зона, пьезопластина, акустическая ось.

Danilov V. N., Voronkova L. V.
JUST ABOUT THE PHYSICAL BASICS OF ULTRASONIC TRANSDUCER PHASED ARRAY IN SIMPLE TERMS. PART 1
(pp. 26-33)

Abstract. This article is the first in a series of the publications about the transducer phased array (TPA). They are supposed to give simple description of the physical basics of operation of such transducers without any formulas, which is available to inspectors of all skill levels, the features for differentiating TPA from transducers with regular (whole)piezoelectric element, the advantages and limitations of their application. The features of the TPA straight line signal and the influence of several factors on its characteristics are discussed below. It is shown that the increase of its amplitude in several times at ranges of up to 2 – 3 values of the transducer aperture is provided due to the focus signal TPA in the radiation. The absence of the interference signals of the elementary sources forming the TPA makes the monotony of the dependence of the amplitude of the signal only from TPA range on the acoustic axis when focusing at each point. The area of forming directivity characteristic linear TPA can be roughly defined as its near field, the size of which is approximately equal to its aperture. Increasing the size of the grating elements in the near field of the TPA may lead to low transmitting signal and loss of focus.

Keywords: phased array, focal distance, directivity characteristic, nearfield, probe axis.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. Н. Данилов, Л. В. Воронкова (АО «НПО «ЦНИИТМАШ», Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

V. N. Danilov, L. V. Voronkova (JSC RPA “CNIITMASH”, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Воронков И. В., Воронкова Л. В., Данилов В. Н. Преобразователи с фазированными решетками. М.: ИД «Спектр», 2013. 36 с.
2. Данилов В. Н., Воронкова Л. В. Основы теории и некоторые аспекты применения преобразователей с фазированными решетками. М.: ИД «Спектр», 2015. 155 с.
3. Ермолов И. Н., Ланге Ю. В. Ультразвуковой контроль // Неразрушающий контроль: справочник: в 8 т. / под ред. В. В. Клюева. Т. 3. 2-е изд., дораб. М.: Машиностроение, 2006. 864 с.
4. Данилов В. Н. О некоторых особенностях сигнала прямого линейного преобразователя с фазированной решеткой в режиме излучения // Дефектоскопия. 2010. № 10. С. 59 – 74.
5. Данилов В. Н., Ермолов И. Н. К оценке протяженности ближней зоны прямоугольного преобразователя // Дефектоскопия. 2003. № 5. С. 3 – 8.
6. Ермолов И. Н. Теория и практика ультразвукового контроля. М.: Машиностроение, 1981. 240 с.
7. Данилов В. Н. К расчету акустического поля наклонного преобразователя в дальней зоне // Дефектоскопия. 2009. № 12. С. 36 – 51.
8. Данилов В. Н. О некоторых особенностях формирования сигналов и определения размера ближней зоны для прямых преобразователей с пластинами и фазированными решетками. Ч. 2. Прямые преобразователи с фазированными решетками // Контроль. Диагностика. 2015. № 5. С. 18 – 26.
9. Ермолов И. Н., Вопилкин А. Х., Бадалян В. Г. Расчеты в ультразвуковой дефектоскопии: крат. справочник. М.: НПЦ НК «ЭХО+», 2000. 109 с.

Eng

1. Voronkov I. V., Voronkova L. V., Danilov V. N. (2013). Transducers with phased arrays. Moscow: Izdatel'skii dom «Spektr». [in Russian language]
2. Danilov V. N., Voronkova L. V. (2015). Fundamentals of the theory and application of some aspects of the phased array transducers. Moscow: Izdatel'skii dom «Spektr». [in Russian language]
3. Klyuev V.V. (Ed.), Ermolov I. N., Lange Iu. V. (2006). Nondestructive testing. Handbook. In 8 volumes. Vol. 3. Ultrasonic inspection. 2nd Ed. (revised and complemented). Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
4. Danilov V. N. (2010). Some peculiarities of the signal of direct linear transducer with phased array in radiation mode. Defektoskopiia, (10), pp. 59-74. [in Russian language]
5. Danilov V. N., Ermolov I. N. (2003). About assessing the extent of the near-rectangular zone converter. Defektoskopiia, (5), pp. 3-8. [in Russian language]
6. Ermolov I. N. (1981). Theory and practice of ultrasonic inspection. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
7. Danilov V. N. (2009). Calculation of acoustic field of angle beam probe in the far field zone. Defektoskopiia, (12), pp. 36-51. [in Russian language]
8. Danilov V. N. (2015). About some features of formation of signals and definition of the size of a near field for a normal probes with piezoelectric plates and phased arrays. Part 2. Kontrol'. Diagnostika, (5), pp. 18-26. doi: 10.14489/td.2015.05.pp.018-026 [in Russian language]
9. Ermolov I. N., Vopilkin A. Kh., Badalian V. G. (2000). Calculations in ultrasonic testing: quick reference. Moscow: NPTs NK «EKhO». [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/td.2017.06.pp.026-033

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/td.2017.06.pp.026-033

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

Please specify the article DOI in the order comments.