Электроакустический пьезокерамическийпреобразователь

Электроакустический пьезокерамическийпреобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

»i 794779

Союз Сееетскик

Социалистических

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.09.78 (21) 2661658/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.01.81. Бюллстснь № 1

Дата опубликования описания 07.01.81 (51) М. К.

Н 04 К 17/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытн, (53) УДК 534.232 (088.8) Г. А, Богданов, А. М. Брук, В. Л. Горохов, Н. П. Кощакова и В. Г. Савельев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОАКУСТИ ЧЕСКИ Й (ПЪЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ !

Изобретение относится к технической акустике, может найти применение в преобразователях, предназначенных для промышленного использования и для рыбопоисковой аппаратуры.

Известны пьезокерамические преобра зователи, состоящие из отдельных элементов, склеенных между собой (1).

Однако эти преобразователи -недостаточно прочны и, следовательно, малоэффективны.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электроакустический пьезокерамический преобразователь, содержащий набор склеенных пьезоэлементов и узел армирования (2).

Однако и этот преобразователь недостаточно прочен в условиях случайных динамических перегрузок, т, е. имеет невысокую эксплуатационную надежность, из-за чего изменяются его выходные характеристики.

Целью настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности преобразователя за счет предохранения его от разрушения при случайных динамических перегрузках с сохранением выходных электроакустических параметров.

Поставленная цель достигается тем, что к смежным пьезоэлементам прикреплены две металлические пластины, на одну из обращенных друг к другу сторон которых нанесен слой клея, а на другую — слой антиадгезива.

На фиг. 1 приведена схематично конструкция преобразователя на примере цилиндрического преобразователя; на фиг. 2 — конструкция преобразователя на примере стержневого преобразователя. щ Преобразователь содержит пьезоэлемент 1, армирующий узел в виде бандажа 2, излучающую накладку 3, тыльную накладку 4, центральную армирующую шпильку 5, гайку б, металлические пласти15 ны 7.

Конструкция преобразоватсля, рассматриваемая на примере цилиндрического электроакустического преобразователя, содержит, как и прототип, цилиндрический

20 активпый элемент, выполненный путем склеивания сго из набора пьезоэлементов 1 (фиг. 1) . Активный элемент армирован бандажом 2, в двух диаметрально противоположных сечениях цилиндрического ак25 тивпого элемента между пьезоэлементами 1 установлено, в соответствии с предложснпым техническим решением, Но две металлические пластины 7, каждая из которых прочно приклеена к смежному пьезозо элементу, а между собой эти пластины

794779 механические на45

65 соединены чсрсз клеевую прослойку, нанесенную через антиадгезив: на одну из склеиваемых поверхностей нанесен антиадгезив, а на другую — клеящий состав, Все неровности между пластинами заполняют клеем, чем обеспечивается требуемый акустический контакт между ними и монолитность колебательной системы.

При использовании предлагаемого техничсского решения соединение между двумя металлическими пластинами получается разъемным.

Металлический армирующий бандаж 2, надетый с натягом через резиновую электроизоляционную прослойку на наружную поверхность цилиндрического активного элемента, ooccIIc÷èâàñò требуемые сжимающиес напряжения в пьсзоэлементах, гарантирующие механическую прочность активного элемента прсобразователя при номинальных динамических нагрузках.

Введение металлических пластин 7 в активный элемент преобразователя гарантирует механическую прочность при слу чайных динамических перегрузках прп сохранении электроакустических параметров преобразователя после снятия перегрузки.

Конструкция стержневого электроакустического преобразователя содержит стержневой активный элемент, склеенный из набора пьезоэлементов 1, (см. фиг. 2), выполненных в виде шайб; по концам пьезокерамического стержня приклеены металлические накладки 3 и 4 — излучающая и тыльная соответственно. Упрочнение преобразователя достигается за счет стягивающей центральной армирующий шпильки 5. Сжимающие армирующие напряжения в пьезокерамических элсментах создаются путем регламентированной затяжки армпрующей гайки 6. Вводимые согласно данному предложению металические пластины 7 целесообразно устанавливать в стержневом преобразователе между пьезоэлементами в районе нейтрального сечения пьезоксрамического стержня активного элемента, где при работе возникают наибольшие динамические напряжения. В соответствии с предложением каждая из металличсских пластин 7 в этом преобразователе, так же как и в цилиндрическом, прочно приклеена к соседнему пьезоэлементу, а соединение этих пластин между собой выполнено на кле1о с применением антиадгсзива.

В цилиндрическом преобразователе должно быть по меньшей мере две пары металлических пластин, обсспечивающих разъединение цилиндра при возникновении перегрузки.

В стержневом преобразователе для этой цели достаточно установить металличсскис пластины в одном месте -- где воз5

2О

ЗО

Зб

40 пикают максимальные пряжения.

В номинальном режиме, когда динамические напряжения, возникающие при работе преобразователя, не превышают созданных в активном элементе армирующих напряжений, стык между введенными в их колебательную систему металлическими пластинами сжат элементами, чем обеспечивается требуемая для преобразователя монолитность активного элемента.

Преобразователь работает следующим образом. Под действием поданного на него переменного электрического напряжения он начинает совершать механические колебания. При возникновении случайной динамической псрегрузкп суммарная деформация активного элемента превзойдет деформацию, созданную при армировании.

Это приведет к раскрытию стыка между пластинами 7, тем самым к разгрузке активного элемента и устранению возможности возникновения в нсм разрушающих механических напряжений. Преобразователь в момент псрсгрузки пеработоспособен, так как сто механическая колебательная система на это время оказывается разорванной.

После снятия перегрузки под воздействием армирующих усилий стык между пластинами 7 закрывается, и преобразователь вновь приобретает работоспособность.

В момент окончания действия перегрузки происходит закрытие стыка, сопровождаемое соударением металлических пластин 7. Наличие в месте соударения металлических пластин 7 с жесткой клеевой прослойкой предохраняет хрупкие пьезоэлементы от механического разрушения.

Формула изобретения

Электр о акустический пьезокерамический преобразователь, содержащий набор склеенных пьезоэлементов и узел армирования, отл и ча ющийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности преобразователя за счет предохранения его от разрушения при случайных динамических перегрузках с сохранением его выходных электроакустических параметров, к смежным пьезоэлементам прикреплены две металлические пластины, на одну из обращенных друг к другу сторон которых нанесен слой клея, а на другую — антиадгезива.

Источники информации, принятыс во внимание при экспертизе

1. Глорман И. A. Пьезокерамика, «Энергия», М„19б7, с. 105 — 155.

2. «Гидроакустика за 20 лет», «Судостроение», Г., 1975, с. 156 †1 (прототип).

794779

Фиг. I

Фиг. 2

Составитель В. Пирогов

Техред И. Пенчко

Редактор 5. Федотов

Корректор Л. Куклина

Заказ 8674

Изд. № 101 Тираж 712

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома