Пьезоакустический датчик

Пьезоакустический датчик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано в измерительной акустической аппаратуре, работающей в газовой среде, содержащей насыщенные пары жидкости. Цель изобретения - расширение области применения. Датчик снабжен демпфером, укрепленным на нерабочей поверхности пьезоэлемента и охватывающим его торцовую поверхность, и цилиндрическим корпусом, в котором размещены пьезоэлемент и демпфер. Ловушка выполнена в виде полого усеченного конуса с утончающейся к периферии толщиной стенок , по периметру которой выполнены клиновидные вырезы к малому основанию, которое обращено к рабочей поверхности пьезоэлемента. Ловушка жестко установлена на корпусе, а диаметр корпуса равен диаметру малого основания конуса ловушки . 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 1 i S( (я) 6 01 N 29/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

:.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4726675/28 (22) 02.08.89 (46).07.07.92. Бюл, М 25 . (71) Саратовский филиал Специального конструкторского бюро Всесрюзного . научно.производственного объединения

"Союзгазавтоматика" (72) Н.Н,Бакурский и С.В.Пономарев (53) 620.179.16 (088;8) (56) Смирнов А.Д. Импульсная ультразвуковая измерительная аппаратура.— M.: Энергия, 1967, с. 56.

То же, с. 59. (54) ПЬЕЗОАКУСТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано в измерительной акустической аппаратуре, Изобретение относится к области неразрушающего контроля, в частности к ультразвуковому измерению расстояния, и может быть использрвано,в измерительной акустической аппаратуре, работающей в газовой среде, содержащей насыщенные пары жидкости.

Известен пьезоакустический датчик, состоящий из пьезокристалла, демпфирующей накладки из резины или. пористого материала, тонкостенного металлического цилиндрического корпуса и токосъемной пластины. Излучатель приклеен токопроводящим клеем к корпусу, Недостатком датчика является невозможность непосредственного использования в газовой или жидкой среде с высоким давлением, Известен пьезоакустический датчик во . взрывобезопасном исполнении. Пьезопла. Ж 1746299 А1 работающей в газовой среде, содержащей насыщенные пары жидкости. Цель изобретения — расширение области применения..

Датчик снабжен демпфером, укрепленным на нерабочей поверхности пьезоэлемента и охвать1вающим его торцовую поверхность, и цилиндрическим корпусом, в котором размещены пьезоэлемент и демпфер. Ловушка выполнена в виде полого усеченного конуса с утончающейся к периферии толщиной стенок, по периметру которой. выполнены клиновидные вырезы к малому основанию,. которое обращено к рабочей поверхности пьезоэлемента. Ловушка жестко установлена на корпусе, а диаметр корпуса равен диаметру малого основания конуса ловушки, 1 ил. стина залита в эпоксидную смоЛу, образующую капсулу. Капсула прижимается ко дну ь стального корпуса пружиной.

Недостатком известного устройства яв- ф ляется сложность изготовления корпуса, толщина дна которого должна равняться кратному числу полуволн, распространяющихся в материале корпуса.

При работе такого датчика в газоврй среде с насыщенными парами жидкости конденсирующаяся по поверхности датчика жидкость нарушает соотношение оптимального согласования толщины стенки дна с длиной излучаемой волны, качество работы датчика ухудшается.

При достаточно длительной конденсации жидкости начинается сильная утечка акустической волны на корпус датчика, шунтирование, и при работе датчика в режиме приемопередатчика теряет свойства прием-

1746299

4 ника из-за распространения волны вдоль корпуса датчика на корпус устройства, в котором крепится датчик.

Целью изобретения является расширение области применения путем обеспечения возможности работы в газовой среде с высоким давлением и содержанием насыщенных паров жидкости.

Указанная цель достигается тем, что пьезоакустический датчик, содержащий пьезоэлемент и конусообразную ловушку, обращенную к нему своим основанием, снабжен демпфером, укрепленным на нерабочей поверхности пьезоэлемента и охватывающем его торцовую поверхность цилиндрическим корпусом,.в котором размещены пьезоэлемент и демпфер, а ловушка выполнена в виде полого усеченного конуса с утончающейся к периферии толщиной стенок, по периметру которой выполнены клиновые вырезы к малому основанию, которое обращено к рабочей поверхности пьезоэлемента, ловушка жестко установлена на корпусе, а диаметр корпуса равен диаметру малого основания конуса ловушки, На чертеже представлена конструкция предлагаемого пьезоакустического датчика.

Датчик состоит из пьезоэлемента 1 с выводами 2, полиуретанового корпуса 3, вы-: полненного с конической воронкой 4, демпфера 5. Излучающая поверхность 6 находится в центре воронки.

Датчик работает следующим образом.

Через выводы 2 на обкладки пьезоэлемента 1 подводится высокочастотный импульсный электрический сигнал, Излучаемые пьезоэлементом 1 ультразвуковые волны распространяются во все стороны, а именно волна, идущая в сторону демпфера 5, гасится им, волна, идущая в сторону корпуса 3, распространяется в нем, а волна, достигающая плоской излучающей поверхности 6, переходит в газовую среду и распространяется s ней.

В случае смачивания излучающей поверхности 6 и корпуса 3 конденсирующейся жидкостью происходит потеря работоспособности датчика из-за улучшения условий распространения ультразвуковой волны по жидкости к стенкам корпуса датчика.

Для обеспечения работы датчика в приемопередающем режиме в газовой среде с

5 содержанием насыщенных паров жидкости в направлении бокового распределения волны ставится препятствие в виде конической воронки 4 со стенками постепенно утончающимися от основания к краю.

10 Волна, идущая в сторону корпуса 3, распространяется в конической воронке 4, отражаясь от стенок.и преобразуясь из продольной в поперечную.

Причем при смоченном корпусе отраже15 ние от стенок воронки 4 усиливается, более активно происходит преобразование волн продольных в поперечные и рассеивание .волны за счет расхода энергии на отражение от краев воронки 4.

20 Таким образом, создается препятствие для ухода волны по корпусу 3 на корпус устройства, где укреплен датчик, и возвращению волн, отраженных от корпуса 3 к пьезоэлементу 1.

25 Чтобы жидкость не застаивалась в конической воронке 4, в ее стенке по периметру выполнены клиновые вырезы.

Формула изобретения

30 Пьезоакустический датчик, содержащий пьезоэлемент и конусообразную ловушку, обращенную к нему своим основанием, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения

35 путем обеспечения возможности работы в газовой среде с высоким давлением и содержанием насыщенных паров жидкости, он снабжен демпфером, укрепленным на нерабочей поверхности пьезоэлемента и ох40 ватывающим его торцовую поверхность, и цилиндрическим корпусом, в котором размещены пьезоэлемент и демпфер, а ловушка выполнена в .виде полого усеченного конуса с утончающейся к периферии толщи45 ной стенок, по периметру которой выполнены клиновидные вырезы к малому основанию, которое обращено к рабочей поверхности пьезоэлемента, ловушка жестко установлена на корпусе, а диаметр корпуса

50 равен диаметру малого основания конуса ловушки.

1746299

Составитель О.Бочкарева

Техред M.MopreHTan Корректор Н,Король

Редактор Н.Бобкова

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

Заказ 2392 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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