Пьезоэлектрический раздельно-совмещенный датчик

Пьезоэлектрический раздельно-совмещенный датчик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ф

Союз Советских

Социалистических

Республик (1i) 569941 (я) дополнительное к авт. свил-ву (51) М. Кл.

Е 01 и 29/04»

& 01 3 9/66 (22) Заявлено 31,03.76 (21) 2344671/28 с присоединением заявки №

Гвсударставииый комитет

Соввта Министров СССР оо долам иаоорвтаиий и открмтий (23) Приоритет (53) УДК 620.179..16 (088.9) (43) Опубликовано25.08.77. Бюллетень № 31 (4б) Дата опубликования описания 21 ° 09.77

А, В, Буров, А,,Н. Григорьев, В. В. Камбалов, О, М,Королев лА. С. Францев (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛЬНО-СОВМЕЩЕННЫЙ

ДАТЧИК

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в бескон тактной виброметрии для прецизионной дефектосйоции, а также в медицинских приборах контроля сердечной деятельности и визуализации тканей органов человека.

Известен пьезоэлектрический радиально-совмещенный датчик, содержащий концентрично расположенные передающую и приемную час ти, согласукиций слой, позволяший излучать 1р и принимать отраженные ультразвуковые волны от колеблющихся сердечных клапанов, мышц и других вибрирующих поверхностей нр контакте датчика с телом пациента Передакяцея часть при этом излучает непре- И рывно ультразвуковые колебания, а на приемную часть попадают отраженные от внутренних органов ультразвуковые колебания, представляющие .собой частотно-модулированный сигнал (1). 20

Ввиду Сильного, затухания ультразвуковых . волн в газообразной и.биологической средах, отраженный от контрсцтируемого объекта сигнал соизмерим с уровнем помех, обусловленных наличием сильной акустической связи 25 между приемной и передающей частями дат чика. Эта связь уменьшает глубину частотной модуляции принимаемого отраженного сигнала, перегружает. усилительный тракт приемной аппаратуры, Все это приводит к ,снижению чувствительности датчика и всей аппаратуры в целом, Известен пьезоэлектрический датчик, входящий в состав устройства для изучения aesтельности сердца, содержащий концентрично расположенные передающую и приемную чаоти, разделенные между собой кольцеобраэной щелью выполняющей роль акустического экрана (2J . Для получения хорошего контакта с телом пациента и улучшения согласования, рабочий участок датчика имеет согласующий слой, в качестве которого используется эпоксидный компаунд,, Использование этих датчиков для контроля вибраций различных поверхностей через газообразную среду с известным согласующим слоем практически невозможно из-за сильного затухания ультразвуковых колебаний в среде и возникающей наводки, которая в

Hec KoIIhK0 раз НГ)о1!!л!!! а . т Ве!1 и пну и Ох! «з1? о! о с иг нм1 ае

Для повыц!ения и 1Н I óiIHpoHAHHH !1увстви» тельности и о(1,Ч!е! Ilc:.!о!цей снос!:зности 1!Редлагаем! М датчик снабжен электри !вским экраном, выполненным и виде втулки, облаять!в ю1цей акустический экран и жестко связанной с приемной частью, приемная и передающая части установлены с возможностью взаимного перемещения, а каждый согласующий слой выпол-р нен в виде многосекционных акустических линз с радиусами вогнутости, последовательно увеличивающимися при переходе от внеи ней секции к внутренней.

На чертеже изображен предложенный пье15 эоэлектрический раздельно-совмещенный дат чик, общий вид„ и показан ход ультразвуковых лучей его приемной и передающей час тей, Пьезоэлектрический раздельно-совмешеннь1й датчик содержит распопоженные концентрично приемную 1 и передающую 2 части с демпфером 3, многосекционные акустические линзы 4 и 5, выполненные, например, из оргаЬ нического стекла, акустический экран 6, электрический экран, выполненный в виде втулки

7, корпус 8 и коаксиальные кабели 9 и 10, Датчик работает следующим образом.

Электрический сигнал, 1!оступаюший по од- о ному иэ кабелей, напр11м:-р по кабелю 10, возбуждает в передаюц.:,ей части 2 ультразвуковые колебания, котсрые интерферпруют между собой и концентрируются акустической многосокционной линзой 4 на колеблющемся объекте. Отраженные or объекта ультразвуковые колебания, интерферируя между собой, попадают на приемную часть 1 через многосекционную акустическую линзу 5, которая преобразует ультразвуковые колебания в элек-1!О трический сигнал. Перемен."ая r"риемную часть вдоль оси прозвучивания„, можно принимать ультразвуковые колебания, отраженные от поверхностей, находящихся на разных рассто1ниях от датчика, чем значительно упрощает. ся настройка дат:-!цка.

Испольэовани".. электрического экрана и акустического экрана, выполненнсго наприЪ мер из фторопчаста позволяет полностью иоклк)ч ить HPII ocpe jIc тне н11ое ц оц О/ганне с Hr н1 ла с передающей части да !чика на приемную, Использование мцогосекциоццой акустической линзы позволяет увеличить чувствительность датчика и компенсировать тем самым затухание ультразвука в среде.

Совокупность перечисленных конструктив ных отличий позволит испольэовать предлагаемый датчик в приборах, использующих эффект Допплера, для бескоптактного контроля вибраций различных поверхностей непосредс венно через воздух. Применение предложенной многосекциопной линзы позволит производить измерения с поверхнс.ст"й, плошадь которых значительно меп.;ше поверхности датчика.

Испытания предложенного пьезоэлектрического раздельно-совме1це нного датчика доказали его работоспособность и высокие эк плуатационные возможности в газообразной и жидкой средах.

Ф ормула изобретения

Пьезоэлектрический раздельнсь-совмеше1 . ный датчик, содержащий концентрично распо ложенные,приемную и передающую части с согласующим слоем на их рабочих поверхностьях, цилиндрический акустический экран, расположенный между приемной и передающейчастями, отличающийся тем, что, с целью повышения и регулирования чувст вительности и разрешающей способности, онснабжен электрическим экраном, выполненным в виде втулки, обхватывающей акустический Жран и жестко связанной с приемной частью, приемная и передающая части установлены с возможностью взаимного перемещения, а каж дый согласующий слой выполнен в виде мно госекционных акустических линз с радиусами вы нутости, последовательно,увеличивающи- мися при переходе от внешней секции к внут ренней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент CIIIA _#_9 33799011кл, 310-8.2, 1 968.

2. Авторское свидетельство СССР

Õ÷ 187215, кп, 9 01 5 9/66, 1968,