Технология изготовления преобразователей

Часто сложные задачи по контролю различных изде­лий могут быть решены путем создания новых преобразо­вателей или усовершенствования имеющихся. Существует много различных технологий изготовления преобразо­вателей. Достаточно эффективную технологию изготов­ления в лабораторных условиях преобразователей раз­личного назначения разработал В. Ю. Баранов. Излагае­мые ниже краткие сведения об этой технологии помогут при проведении подобных работ.

Выбор пьезопластин для преобразователей произво­дят из некоторого количества пьезопластин, которые предварительно шлифуют на очень мелкой наждачной бумаге, уложенной на стекле. Лист стекла при этом обеспечивает плоскую поверхность для обработки. Пьезопластины, поверхности которых после шлифования неров­ные, бракуют.

С помощью дефектоскопа и специального приспособ­ления проверяют акустические характеристики остав­шихся пьезопластин.

Выбрав после указанных испытаний лучшие пьезопластины, приступают к подготовке их поверхностей для припаивания контактных электродов. Для этого на пред­варительно обезжиренную поверхность пьезопластины наносят маленькую капельку припоя, которую затем аккуратно сглаживают скальпелем. В качестве припоя используют сплав Вуда. Флюс — солянокислый анилин, разведенный в глицерине.

Из тонкой медной фольги (толщиной примерно 0,02 мм) нарезают лепестки (электрозы) длиной около 25 мм и шириной 0,5—1,0 мм. Медную фольгу обычно берут из слюдяного пластинчатого конденсатора. Наре­занные лепестки выравнивают на гладкой стеклянной поверхности, затем обезжиривают спиртом. На кончик лепестка наносят капельку припоя, которую разглажи­вают скальпелем через тонкую металлическую пластин­ку (например, через лезвие для бритья). На медном электроде оставляют только точку припоя, а лишний припой обрезают скальпелем.

Медный электрод припаивают к пьезопластине. Для этого к пьезопластине, где нанесен припой, приклады­вают электрод с припоем и место соединения прижи­мают паяльником. Время прижатия паяльника должно быть минимальным, чтобы не произошла деполяризация пьезопластины. Паяльник для этих целей берут мало­мощный. Жало паяльника должно быть заточено на угол и иметь плоскую поверхность. Перед касанием пьезо­пластины жалом паяльника необходимо провести по стеклянной плоской поверхности с целью выравнивания его контактирующей поверхности.

В качестве второго электрода используют тонкую диаметром 0,2 мм и длиной около 30 мм посеребренную проволоку. Припаивание второго электрода к другой по­верхности пьезопластины производят в следующей после­довательности. Предварительно кончик проволоки рас­плющивают, затем обезжиривают и на расплющенную поверхность наносят капельку припоя, которую сгла­живают. Затем обезжиривают другую сторону пьезопластины, на ее поверхность наносят маленькую капельку припоя и припаивают второй электрод. Пе­ред пайкой производят сглаживание припоя на пьезо­пластине.

Затем пьезопластину приклеивают к волноводу. Вол­новод может быть изготовлен из винипласта, полистиро­ла и других материалов. Длина волновода обычно 15—20 мм, а диаметр равен диаметру пьезопластины. К вол­новоду пьезопластину приклеивают той стороной, к ко­торой припаян плоский медный электрод. Для фиксации склеиваемых деталей применяют приспособление с ложе­ментом по форме волновода. В качестве клея исполь­зуют различные быстро полимеризующиеся материалы: эпоксидную смолу, циакрин, акрилоксид и др.

Демпфер изготавливают обычно из кожи натураль­ной. Для этого с помощью острозаточенного конца ме­таллической трубки диаметром, равным диаметру пьезо­пластины, выбивают из куска кожи диск требуемого диаметра. На склеиваемые поверхности кожи и пьезо­пластины наносят клей и после небольшой выдержки демпфер приклеивают к пьезопластине.

Ко всей боковой (цилиндрической) поверхности вол­новода с пьезоэлементом и демпфером приклеивают ко­жу, которая в данном случае будет являться согласую­щим слоем.

После высыхания приклеенной кожи к обоим элект­родам припаивается кабель (экранный провод припаи­вается к медному электроду). Места пайки электродов и кабеля заливают пластмассой.

Собранный узел помещают в корпус (призму) преоб­разователя и заливают пластмассой.

Изготовленные в лабораторных условиях по данной технологии преобразователи обладают высокой чувстви­тельностью и низкими собственными шумами (отношение сигнал — помеха составляет 30—35 дБ). Многократные испытания преобразователей в различных климатических условиях, в том числе при низких (до — 30 °С) темпера­турах, показали высокую стабильность их акустических параметров.