Акустический преобразователь ультразвука

Патент 629496

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

О l1 И.-C., А.п И Е изОБРетЁЙЙЯ

Союз Советсннк

СОцнвянстнчвскнм ресаубнни > 629496

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

61) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено100876 (2I) 2390123/25-28 с присоединением заявки ИвЂ” (23) Приоритет(43) Опубликовано 25.1078.Бюллетень ¹ 39 (45) Дата опубликования оаисання190978 (И) N. Кл.

8 29/04

В 06 В 1/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (Я) УДК

620. 179 ° 16 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Ф.Рой, С.Е.Кирилов и A.Ï.Êîpîëþê

1 (71) Заявитель

Институт радиофизики и электроники

Украинской ССР (54 ) АКУСТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

УЛЬТРАЗ ВУКА

Изобретение относится к акустоэлектронике, в частности к приборам и устройствам, основанным на взаимодействии ультразвуковых (УЗ) волн с носителями заряда в твердых телах, и может быть использовано для обна ружения и детектирования УЗ волн, распространяющихся в жидкостях, ли бо твердых телах.

Известен ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус с размещенным в нем активным элементом в виде кристалла пьеэоэлектрика, нижняя акустическая грань которого металлизирована, а на верхнюю с заданной дискретностью нанесены у кие металлические контакты (13 .

Однако существенным недостатком такого преобразователя является низкая чувствительность, уэкополосность, нелинейная зависимость от мощности падающей ультразвуковой волны, что во многих случаях ограничивает функциональные возможности контроля такого устройства.

Известен также акустоэлектрический преобразователь ультразвука, со" держащий корпус и располбженный в нем пьезополупроводниковый кристалл с потенциальными электродами f2/ .

Однако такой акустоэлектрический преобразователь не позволяет проводить локальные измерения ультраэвукокового цоля и, соответственно, его пространственного распределения, Для измерения пространственного распределения ультразвукового поля кристалл имеет форму пластины, на одной стороне которой нанесены с

10 заданной дискретностью потенциальные электроды в виде узких металлических полосок.

Иа чертеже изображена конструкция прецлагаемого йреобразователя.

Он состоит иэ кристалла 1 пьеэополупроводника, помещенного в корпус 2. Одна иэ граней кристалла плоскополирована, а на противоположную методом напыления в вакууме нанесены металлические электроды 3 соединенные с помощью проводников

4 со штеккерным разъемом 5.. Торцовая акустическая . поверхность кристалла 1 защищена тонкой кварцевой пластиной 6. Для придания системе достаточной жесткости внутренняя полость устройства заполнена, например, эпоксидной смолой.

В основе предлагаемого устройст» оо. ва использовано новое явление - по629496

Формула изобретения

Составитель Г.федоров

Техред, О.Андрейко Корректор Л.Веселовская

Редактор Т.Шагова

Заказ 6062/40 Тираж.1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4 перечный акустоэлектрический (ПАЭ) эффект, возникающий при прохождении ультразвуковой волны в полупроводнике и эаключакщийся в появлении нормальной к вектору вводимой звуковой волны разности потенциалов в образце.

Величина псутеречной разности потенциалов пропорциональна интенсивности вводимой УЗ волны и для некоторых пьезополупроводников достигает величины 100 в.см.вт.

При равномерном озвучивании (с . одинаковой интенсивностью) поверхности кристалла ньезополупроводника, напряжение поперечной акусто-ЭДС также распределяется равномерно по площади )5 образца. Измеряя распределение вели,чины поперечной разности потенциалов .в кристалле пьеэополупроводника, служащего активным элементом УЗ преобразователя, можно установить характер рр потенциального рельефа, создаваемого звуковой волной в исследуемом образ це 1

Исследуемая поверхность смачивает-. ся тонкой пленкой акустической связ,ки,после чего на нее помещают акустозлектрический преобразователь ультразвука. Звуковые колебания, поступающие в,кристалл 1 пьезополупровод ника, детектируются в нем и в виде .напряжения поперечной акусто-ЭДС могут быть измерены íà его верхней грани. Напряжение поперечной разности потенциалов измеряется (например, милливолътметром) между одним из край- них электродов 3 и всеми остальными.

Полученное при этом распределение потенциала поперечной акусто-ЭДС в точности соответствует распределению потенциального рельефа, создаваемого УЗ волной в исследуемой среде. 40

Применение УЗ преобразователя, содержащего в качестве активного элемента кристалл пьеэополупроводника благодаоя его высокой чувствительности (0,35 в. см.вт ), широкополосности и линейности амплитудной характеристики, позволяет значительно pacmaрить область технологических и функциональных воэможностей измерения в практике настройки и контроля различных твердотельных акустоэлектронных устройств.

Такой преобразователь может найти широкое применение в связи с интенсивным развитием новых областей техники - твердотельной акустоэлектроники для контроля и настройки различных акустических систем.

Акустоэлектрический преобразователь ультразвука, содержащий корпус и расположенный в нем пьезополупровод1 никовый кристалл с потенциальными электродами, отличающийся тем, что, с целью измерения пространственного распределения ультразвукового поля, кристалл имеет форму пластины, на одной стороне которой нанесены с заданной дискретностью потенциальные электроды в виде узких металлических полосок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Домаркас В.И. Контрольно-измерительные пьезоэлектрические преобразователи, Вильнюс, иэд. МИТИС, 1975, с. 192-195.

2. Проспект ВДНХ СССР Акустоэлектрический детектор ультразвука и неФ которые его применения, 1970.