Двухканальный пьезоэлектрический преобразователь

Двухканальный пьезоэлектрический преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

>745022

Сэюэ Саветакик

Сащиалксткческик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-вуI (22) Заявлено 040578 (21) 2610522/18-10 (51)М. Кл.2

H 04 R 29/00 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300680. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 3006.80 (53j УДК 534 ° 232. (088.8) (72) Автор изобретения

И.Я. Мальков (71) Заявитель (54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЯ ПРЕОБРАЗОВА1ЕЛЬ

Изобретение относится к области измерения переменных давлений в жид. ких средах (например, в гидроакустике) и может быть использовано для контроля и изучения динамических характеристик поршневых пъезоэлектри ческих преобразователей в рабочих условиях.

Известно устройство для контроля выходных параметров кольцевого преобразователя магнитострикционного типа (1)

Это устройство состоит из пъезоэлектрического элемента, закрепленного на внешней боковой поверхности магнитострикционного преобразователя. Электрический выход пъезоэлемента через автономный кабель подключен к усилителю с измерительным прибором.

Контроль работы преобразователя осуществляется по показаниям измерительного прибора, на который поступает сигнал от пъезоэлектрического элемента при работе магнитострикционного преобразователя в режиме излучения.

Это устройство не обеспечивает. возможности контроля работы преобраэователя в режиме приема и сложно

lIo конструкции) так как предусмат ривает крепление пъеэокерамического элемента на наружной поверхности преобразователя.

Наиболее близкими по технической сущности к предложенному является гидрофон, в котором контроль чувствительности осуществляется путем подачи переменного напряжения по автономному кабелю на встроенный излучатель"калибратор и измерения сигнала от чувствительного элемента, подключенного ко второму кабелю (2) .

15 Чувствительный элемент такого устройства, выполнен в виде тонкостенной.оболочки иэ пьезоэлектрической керамики, заполненной воздухом, во внутренней полости которой установ20 лен излучатель-калибратор. Акустическая развязка чувствительного элемента и калибратора обеспечивается амортизационной пробкой.

Недостатками известного гидрофона являются следующие факторы: контроль чувствительности преобразователя осуществляется только на одной частоте — наивысшей частоте рабочеЗО го диапазона гидрофона, так как

3 745022 4 чувствительный элемент возбуждается излучателем — калибратором через воздушный слой, который существенно снижает уровень контрольного сигнала ; внешнее переменное давление, измеряемое чувствительным элементом, не передается на излучатель-калибратор, что значительно сужает функциональные возможности гидрофона.

Цель изобретения — Расширение области контроля чувствительности и частотных характеристик преобразователя на весь рабочий диапазон частот

Цель достигается.тем, что преобразователь снабжен металлической поршневой мембраной и металлическим корпусом, в котором соосно установлены выполненные в виде пъезопакетов чувствительный элемент и излучатель — калибратор, при этом излучатель-калибратор .размещен между поршневой мембраной и чувствительным элементом. устройство изображено на чертеже.

Преобразователь состоит из цилиндрического металлического корпуса

1 с приливом 2 для ввода двух автономных коаксиальных кабелей 3 и 4, чувствительного пъезоэлемента 5, выполненного в виде пъезопакета и размещенного в изоляционной втулке

6 металлической поршневой мембраны 7 излучателя-калибратора 8, выполненного также в виде набора пъезоэлектрических пластин и зажатого между чувствительным пъезоэлементом 5 и мембраной 7, Пьезоэлемент.

5 подключен к коаксиальному кабелю

3, а пъеэопластины излучателя-калибратора 8 — к коаксиальному кабелю 4, Поджатие пластин калибратора 8 к пъеэозлементу 5 осуществляется с помощью поршневой мембраны 7, снабженной цилиндрической стенкой с резьбой для соединения с корпусом

1 преобразователя. Герметизация вводов кабелей 3, 4 в прилив 2 может быть выполнена путем вулканизации, а соединения мембраны 7 с корпусом 1 — посредством заливки в резьбовое соединение цементирующего состава на основе эпоксидных смол.

Предлагаемый двухканальный пре.образбватель работает следующим образом.

В режиме приема измеряемое внешнее переменное давление воздействует на поршневую мембрану 7 и через нее яр еда ет с я излучателю-к али брат ору 8 и чувствительному элементу 5, которые преобразуют механическое воздействие в электрические сигналы.

Эти сигналы затем поступают по автономным кабелям:3, 4 на вход соответствующих электроизмерительных приборов, например, милливольтметров с высоким входным сопротивлением типа В3-7 (на чертеже не показаны), Одновременное исследование процесса по двум автономным каналам позволит повысить надежность и качество измерений в особо сложных условиях.

В режиме контроля чувствительности и частотной характеристики преобразователя коаксальный кабель 4 от излучателя-калибратора 8 подключается к внешнему измерительному генератору (на чертеже не показан) . На определенной частоте от генератора подается на излучатель-калибратор 8

15 переменное напряжение заданной величины и при этом измеряется сигнал на выходе преобразователя (т.е.сигнал от чувствительного элемента 5 на выходе кабеля 3) . Повторяя эти

Щ операции на необходимом ряде частот (например, на третьоктавных частотах), по результатам измерений судят о чувствительности и частотной характеристике преобразователя. Систематический контроль за работой преобразователя в рабочих условиях позволит судить о его стабиль- ности и тем самым увеличить срок периодической поверки таких преобразователей органами метрологической службы (и сократить потери, связанные с демонтажом и повторной установкой преобразователей на объекте) .

Формула изобретения

Двухканальный пъезоэлектрический:. преобразователь, содержащий чувствиЩ тельный элемент и излучатель-калибратор с подключенными к ним двумя автономными коаксиальными кабелями, отличающийся тем, что, с целью расширения области контроля чувствительности и частотных характеристик на весь рабочий диапазон частот преобразователя, он снабжен металлической поршневой мембраной и металлическим корпусом, в котором соосно установлены выполненные в виде пъезопакетов чувствительный элемент и излучатель-калибратор при этОм излучатель-калибратор размещен между поршневой мембраной и чувствительным элементом.

5S

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1, Патент США 9 3927552, кл, Н 04 R 29/00, опублик ° 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

60 Р 193325, кл. Н 04 R 29/00, 1966 (прототип) .

745022

7 В

Составитель Е. Артамонова

Редактор Е. Абрамова Техред Л.Теслюк

Корректор В. Бутяга

Эаказ 3687/18 Тираж 729

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4