Способ и устройство для создания в жидкости низкочастотного акустического поля

Способ и устройство для создания в жидкости низкочастотного акустического поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

".U. .,",й® бкбпкрт видак Я А

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ „„ЕВВ/7

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 02.06.78 (21) 2622737/18-23 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано25.11.79. Бюллетень Рй 43

Дата опубликования описания 28,11.79 (5 l ) M. Кд.

В 06 В 1/06

Q 01 S 7/52

Геаударстеенный юкхтет

СССР м делая нэобретвннй н открктнй (5З) УДК 534.. 23 2(088.8) (72) Автор изобретения

Б. В. Дюдин (7l ) Заявитель

Таганрогский радиотехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ В ЖИДКОСТИ

НИЗКОЧАСТОТНОГО АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может использоваться в гидроакустике для создания в жидкости низкочастотных акустических полей путем параметрического взаимодействия волн двух частот.

Известные ультразвуковые системы для параметрического излучения представляют собой пьеэокерамические пластины, контактирующие одной стороной с жидкостью (1). На обкладки пластины одновременно подают напряжение двух частот

11 и х . Пьезопластина излучает в житткость две волны с разными частотами.

Путем параме трическ ого взаимодействия этих волн в жидкости образуется волна

15 разносгной частоты, амплитуда давления в которой зависит от амплитуд давлений в исходных волнах, скорости и коэффипиента поглощения упругих волн в жидкости.

Недостатком такой системы получения

20 волны разностной частоты является низкий коэффициент полезного действия при сравнительно больших зонах формировании раэностной волны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изоб ретению является система, в которой пьезопластинку нагружают на трубку с жидкостью, у которой скорость распространения волны меньше, чем скорость звука в воде (2). Жидкость в трубке отделена от воды тонкой эвукопрозрачной мембраной. Плоские волны исходных частот и излучают в трубку, где они взаимодействуют между собой. В резуль тате взаимодействия возникает волна разностной частоты т — %, которая проходит через звукопрозрачную мембрану и далее распространяется в рабочей жидKOC TH

Устройство представляет собой трубку, с одной стороны которой крепится пьезоэлемент, а другой конец закрыт звукопрозрачной мембраной.

Недостатком такой системы получения волны разностной частоты является низкий коэффициент преобразования энергии

1 Я Pg F

677 4 две из которых распространяются в твердом теле и третья волна - в жидкости.

Неоднородные волны в жидкости, взаимодействуя между собой, образуют волну разностной частоты. Поскольку неоднородные волны в жидкости быстро затухают и направлены под углом к центру трубки, эона параметрического взаимодействия резко уменьшается, а коэффициент преобразования энергии исходных волн в энергию разностной волны увеличивается. з 698 исходных волн в энергию волны разносч» ной частоты.

Пель изобретения — повышение коэффициента преобразования энергии исходных волн в энергию волны разностной частоты

5 при одновременном уменьшении зоны а взаимодействия волн исходных частот.

Это достигается за счет того, что пьезоэлемент размещен на внешней стороне трубки, íà внутренней поверхности 10 которой выполнен участок с периодическими клиновидными прорезями, обращенными меньшей гранью в сторону распространения поверхностной волны.

Устройство изображено на чертеже. 15

Излучатель имеет пьезоэлемент 1 в виде кольца, который укреплен на наружной стороне стенки трубки 2. Под кольцом выполняются периодические прорези клиновидной формы 3, ориентированные 20 меньшей гранью в сторону измерения.

К одному из торцов трубки крепится разделяющая звукопрозрачная мембрана 4.

Устройство работает следующим образом.

На обкладки пьезоэлемента 1 подают напряжения U< и U с соответствующими частотами „и $, Волны исходных частот распространяются в стенке трубы 2 в виде продольных волн С1. Достигнув поверхности с прорезями 3, объемные волны С рассеиваются на них, образуя на внутренней поверхности трубки поверхностные волны Рэлея, которые распросч раняются вдоль твердого полупространс т ва и жидкости. Поверхностная волна на границе твердого и жидкого полупространств. образуется тремя неоднородными волнами, Формула изобретения, Устройство для создания в жидкости низкочастотного акустического поля, содержащее заполненную жидкостью трубку, на одном из торцов которой установлен пьезоэлемент, а другой закрыт эвукопроэрачной мембраной, о т л и ч à to ш ее с я тем, что, с целью повышения коэффициента преобразования энергии исходных волн в энергию волны разностной частоты при одновременном сокрашении зоны взаимодействия, пьезоэлемент размешен на внешней стороне трубки, на внутренней поверхности которой выполнен участок с клиновидными периодическими прорезями, обращенными меньшей грайью в сторону распространения поверхностной волны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.%евЪегчеИ, ÐÝ Pctrcttnetrie Acous11с А11a 3ASA 35,1963,835.

z. 3Ps Яciettce at1d тесЪпободз Press

Ltt. 4ortdort,1974. 3121- t Ь. С4мstofteгsett 5.,Schreibet IA. Сс1ч.1(с1т,1ов Supperess1on 4 attd tttpro ect еVg ciettce okct pat a tttetrie acoustic source (прототип), 3

IIHHHHH Заказ 7131/10

Тираж 585 Подписное

Филиал П ПП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4