Излучатель акустических волн

Излучатель акустических волн

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ("}53 1311 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.О5.75 (21) 2132523/1О с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) ОпубликованоО5. 1О.76.Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 16,12.76 (51} М. К:-. -Н О4 1 1/44

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 534.232 (088.8) В, П, Коротков (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) ИЗЛУЧАТЕЛЬ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН

Изобретение относится к электромеханическим приборам для преобразования электромагнитных волн в ультразвуковые механические колебания и может быть использовано во многих отраслях народного хозяйства для обеспечения акустического излучения большой мощности в ультразвуковом диапазоне волн, преимущественно в подвижных и неподвижных устройствах и системах подводной гидролэкации. 10

Известны излучатели акустических волн, содержащие генератэр высокочастотных электромагнитных колебаний, соединенный посредством фидера, например, коаксиального, и электродов с электромеханическим прибором для преобразования электромагнитных волн в ультразвуковые механические колебания, например с пьезоэлектрическими блоками различной формы и структуры. Наибольшее распространение для 20 обнаружения находящихся под различными углами места и азимута подводных объектов получили излучатели с пьезоэлектрическими преобразователями сферической формы, так как они обладают квазиизотропнэй ха- 25 рактеристикой направленности и повышенной механической прочностью ",11 .

Наиболее известен излучатель, содержащий заключенные в герметичную акустически мягкую обэлэчку пьезоэлектрический преобразователь сферической формы н канализирующую электромагнитные волны коаксиальную линию (2j . За счет наличия герметичной акустически мягкой оболочки этот излучатель обеспечивает погружение на значительную глубину.

Однако для повышения дальности oGHpружения объектов необходимы мощные генераторы высокочастотных электромагнитных колебаний, чтэ влечет за собой необходимость эсобэ качественногэ согласования генератора с канализирующей линией, а линии — c преобразователем, иначе значительная мощность будет рассеяна тепловым излучением, и коэффициент полезнэгэ действия системы в целом будет мал, Кроме тэгэ, уве виченце мощности требует сэответств5 ющегэ увеличения излу чаю:цей поверхности преобразователя, что противэречиT требованию изотрэпности излучения, так

531311 как при диаметре сферы преобразователя в несколько десятков длин волн характерис тика направленности излучателя имеет обширные интерференционные зоны с нулевыми провалами, Появляются мертвые зоны, В пределах которых обнаружение объектов невозможно.

С целью увеличения мощности излучения при одновременном обеспечении изотропности характеристики направленности во внутренней полости предлагаемого преобразователя устачэвлены вкладыш с электронагревателем и активным слоем, например, из пористого фольфрама, и сетчатый электрод с перфорационными отверстиями, охватываю- Я ший вкладыш, причем центральный проводник кэаксиал ной линии присоединен к вкладышу, а ее наружный проводник — к сетчатому электроду.

На фиг. l изображен общий вид пред- 29 лагаемэгэ излучателя акустических ВОлн В разрезе; -a фи . 2 — егэ электрическая схема, Излучатель акустических волн содержит заключенные в герметичную акустически 35 мягкую Оболочку 1, пьезоэлектрический преобразователь 2 сферической формы и канализирующую электромагнитные волны коакснальную линию 3. Во внутренней no-.ccTè преобразователя 2 установлен вкла- 30 дыш 4 с электронагревателем 5 и активным вдоем 6, например, из пористого вольфрама, и сетчатый электрод 7 с перфэрациэнными

Отверстиями 8, Охватывающлй вкладыш 4, причем центральный проводник 9 кэаксиаль- 35 ной линии 3 присоединен к вкладышу 4, а ее наружный проводнлк 1О - к сетчатому электроду 7. Питание к электронагревателю 5 подается эт источника 11 через стержень 12., проведенный внутри центрально- 4О гэ проводника 9, который выпэлнен трубчатым и снабжен изолятором 13, Между вкладышем 4 и нару-.иным электродом 14 преобразователя 2 включен источник 15 ускоряющего напряженля, Между вкладышем 45

4 и сетчатым электродом 7 включен источник 16 напряжения смещения, Генератор 17 электро:i:.HãHèòíûõ кэлебачий также Включен между вкладышем 4 и сетчатым =-лектродом

7. 56

Излучатель акустических волн работает следующим образом. Эмиттируемые активнь1м слоем 6 Вкладыша 4 заряженные частицы, вырываемые за счет термоэлектроннэй эмиссии под воздействием тепла электро- @ нагревателя 5, благодаря сферической сим wrerpHH излучателя испуска1этся пэ всем напраВлениям пдактл iBcKH равномерно и устремляю=ся к преобразователю 2 за счет ускоряющего потенциала наружного элек- ф трода 14. На пути движения заряженных частиц встречается сетчатый электрод 7, причем плотность заряженных частиц в основном определяется напряжением между вкладышем 4- и сетчатым электродом 7.

Переменной составляющей этого напряжения являются электромагнитные колебания, поступающие из коаксиальной линии 3 от генератора 17. Поэтому поток большой плотности модулируется посредством маломощного генератора 17, т. е. происходит усиление колебаний в десятки раз за счет энергии электронагревателя 5 и источника

15 ускоряющего напряжения. Ударяясь в преобразователь 2, заряженные частицы возбуждают его кристаллическую решетку, в результате чего преобразователь 2 испытывает деформации растяжения (сжатия) и порождает в окружающей излучатель среде акустические волны, частота которых равна частоте генератора 17, Из-аа большой разницы в длинах волн электромагнитных и акустических колебаний и сферической симметрии излучателя преобразователь 2 остается эквипотенциальным на частотах до сотен мегагерц и возбуждается синфазнО при размерах, превышающих длину акустической волны в десятки раз. Это позволяет значительно увеличить излучающую поверхность преобразователя 2, а следовательнО, и дальность обнаружения объектов, при одновременном обеспечении изотропности характеристики направленности.

Формула изобретения

Излучатель акустических волн, содержащий заключенные в герметичную акустически мягкую оболочку пьезоэлектрический преобразователь сферической формы и канализирующую электромагнитные волны коаксиальную линию, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности излучения при одновременном обеспечении изотропности характеристики направленности, во внутренней полости преобразователя установлены вкладыш с электронагревателем и активным слоем, например, из пористого вольфрама и сетчатый электрод с перфорационными отверстиями, охватывающий вкладыш, причем не проводник коаксиальной линии присоединен к вкладышу, а ее наружный проводник — к сетчатому электроду.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 293997О, кл. 31О-8.7, 07.06.60 г.

2, Авторское свидетельство СССР № 36586 1, кл. Н 04 R l/44, 1О.ОЗ. 7О г.

531311

Составитель Е, Артамонова

Редактор E. Братчикова ТехредМ. Левицкая КорректоюИ. Гэксин

Заказ 5383/153 Тираж 864 Подписное

UHNHI1M Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4