Устройство для приема ультразвуковых колебаний в газовой среде

Устройство для приема ультразвуковых колебаний в газовой среде

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к акустическому неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано в технике ультразвуковой локации и управления объектами в газовых средах. Цель изобретения - повышение эффективности устройства для приема ультразвуковых колебаний в газовой среде за счет обеспечения его высокой электрической помехоустойчивости и возможности выполнять точную настройку его резонансной частоты и упрощение конструкции за счет устранения склеивания пьезоактивных частей между собой. Прошедшие в пьезоэлемент 1 УЗ колебания возбуждают на электродах 3 и 4 электрические сигналы, которые, поступая на вход усилителя 7, усиливаются и поступают на электроды 6 и 4 эсти 5 пьезоэлемента, возбуждая в нем часть 2 пьезоэлемента так, что амплитуда его увеличивается во времени, что приводит к постепенному уменьшению во времени амплитуды отраженных от него УЗ- колебаний и свидетельствует о практически полном согласовании устройства с газовой средой. 2 ил сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК.(5!)5 G 01 N 29/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4734560/28. (22) 04,09.89 (46) 30.12.91. Бюл. ¹ 48 (72) А,С.Кицанов и Г,Г.Ларионенко (53) 620.17.9.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1460696, кл. G 01 N 29/04, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В ГАЗОВОЙ СРЕДЕ (5?) Изобретение относится к акустическому неразрушающему контролю материалов и иэделий и может быть использовано в технике ультразвуковой локации и управления объектами в газовых средах. Цель изобретения — повышение эффективности устройства для приема ультразвуковых колебаний в газовой среде за счет обеспечения его высо„„SU ÄÄ 17О2298 А1 кой электрической помехоустойчивости и возможности выполнять точную настройку его резонансной частоты и упрощение конструкции за счет устранения склеивания пьезоактивных частей между собой. Прошедшие в пьезоэлемент 1 УЗ колебания возбуждают на электродах 3 и 4 электрические сигналы, которые, поступая на вход усилителя 7, усиливаются и поступают на электроды б и 4 асти 5 пьезоэлемента. возбуждая в нем часть 2 пьезоэлемента так, что амплитуда его увеличивается во времени, что приводит к постепенному уменьшению во времени амплитуды отраженных от него УЗколебаний и свидетельствует о практически полном согласовании устройства с газовой средой. 2 ил.

1702298

Изобретение относится к акустическо. му нераэрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано в технике ультразвуковой (УЗ) локации и управления объектами в газовых средах, измерения толщины тонколистовь.х изделий, измерения уровня жидких и сыпучих сред в бункерах, контроля температуры воздуха, определения концентрации газовых смесей и т.д.

Цель изобретения — повышение эффективности устройства за счет обеспечения его высокой электрической помехоустойчивости и возможности выполнять точную настройку его резонансной частоты и упрощение его конструкции за счет устранения склеивания пьезоэлементов, На фиг. 1 представлена схема устройства для приема ультразвуковых колебаний, Это устройство содержит пьезоэлемент 1 (выполненный в виде монолитного диска с толщиной h и диаметром d, удовлетворяющими условия h < Л/2, d = Л /2, где Л длина продольной или изгибной волны его диаметрал ьных ультразвуковых колебаний), имеющий две пьезоактивные части, расположенные на тыльной торцовой поверхности (часть 2 с электродами 3 и 4 и часть 5 с электродами 6 и 4, при этом электрод 4 общий), и усилителя 7 электрических сигналов с фазосдвигающей цепью, Электрод 3 подключен к входу усилителя, электрод 6— к его выходу, а электрод 4 — к земляной клемме усилителя.

На фиг. 2 представлены диаграммы входных и выходных сигналов устройства для приема ультразвуковых колебаний.в газовой среде: где а - падающие на пьезоэлемент

1 УЗ-колебания; б — отраженные от пьезоэлемента 1 УЗ-колебания при включенной между частями 2 и 5 положительной электромеханической обратной связи; в — отраженные от пьезоэлемента 1 УЗ-колебания в отсутствие положительной электромеханической обратной связи между частями 2 и 5; г — усиленные усилителем 7 УЗ-колебания при включенной между частями 2 и 5 положительной электромеханической обратной связи; д — усиленные усилителем 7 УЗ-колебания в отсутствие положительной электромеханической обратной связи между частями 2 и 5.

Устройство работает следующим образом.

Прошедшие в пьезоэлемент 1 УЗ-колебания возбуждают на электродах 3 и 4 части

2 электрические сигналы с частотой падающих УЗ-колебаний. Эти сигналы поступают

5 на вход усилителя 7 и после усиления поступают на электроды 6 и 4 части 5 и возбуждают в ней механические колебания. Эти колебания синфазно подвозбуждают часть

2 таким образом, что амплитуда механиче10 ских УЗ-колебаний пьезоэлемента постепенно во времени увеличивается, что приводит к такому же постепенному уменьшению во времени амплитуды отраженных от него УЗ-колебаний.

При правильном выборе коэффициента усиления усилителя и параметров фазосдвигающей цепи в установившемся режиме отражение ЧЗ-колебаний от рабочей повер20 хности пъезоэлемента будет пренебрежимо мало, что свидетельствует о практически полном согласовании устройства с газовой средой, Это объясняется тем, что в устройство введен за счет такого усилителя до25 полнительный генератор напряжения. компенсирующий суммарные внутренние потери, т.е. введено отрицательное сопротивление, равное сопротивлению суммарных внутренних потерь устройства, Таким

30 образом, на входе усилителя 7 будет регистрироваться электрический сигнал УЗ-колебаний (фиг. 2, r), много больший, чем это имело место в отсутствие связи между выходом усилителя и электродом 6 пьезоэле35 мента 1.

Формула изобретения

Устройство для приема ультразвуковых колебаний в газовой среде, содержащее пьезоэлемент с электродами, первый из ко40 торых заземлен, и схему согласования электрических сопротивлений, выполненную в виде усилителя электрических сигналов с фазосдвигающей цепью, выход схемы электрически соединен с вторым электродом

45 пьезоэлемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности устройства и упрощения его конструкции. второй электрод выполнен в виде двух электрически не связанных между собой ча50 стей, подключение выхода схемы согласования электрических сопротивлений осуществлено к одной части электрода, а вторая часть электрически связана с входом схемы.

1702298

Составитель С.Крючкова

Техред М;Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор M.Toâòèí

Заказ 4540 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 iIII

)1(ilI