Излучатель брука

Излучатель брука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советск нк

Социалистически и

Респубики

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i i 86678 О (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 21.01.77 (21) 2444760/18-10 с присоединением заявки J4— (23) Приоритет

Опубликовано 23.09.81 бюллетень № 35

Дата опубликования описания 25.09.81 (5 l ) M. Кл.

Н 04 R 17/00

3ееударстмна(й комитет

СССР ае делам нзобретенмй и открытий (53) УДК 534.232 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С. А. Брук и А. И. Брук (71) заявители (54) ИЗЛУЧАТЕЛЬ БРУКА

Однако этот излучатель недостаточно прочен.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стержневой пьезокерамический излучатель, содержащий пьезокерамический пакет, излучающую и тыльную накладки, стянутые армирующей шпилькой 1„2).

Изобретение относится к области технической акустики и может найти применение в ультразвуковой технике при проектировании мощных ультразвуковых излучателей, работающих в напряженном режиме.

Известен стержневой пьезокерамический преобразователь, содержащий корпус, в котором размещена колебательная система, состоящая из излучающей (приемной) накладки, пьезокерамического пакета, склеенного из отдельных элементов, и тыльной накладки (! ).

Однако этот излучатель не защищен от перегрева при работе на предельных мощностях. о

Цель изобретения — предохранение

5 излучателя от перегрева при работе.

Поставленная цель достигается тем, что в тыльной накладке выполнена полость, которая частично заполнена твердым сплавом, имеющим температуру

10 плавления ниже допустимой температуры нагрева излучателя.

На фиг. 1 представлен стержневой пьезокерамический излучатель .

Излучатель оодержит корпус 1, s котором расположена колебательная систама, состоящая из излучающей накладки 2, тыльной накладки 3 и пьезокерамического пакета 4. Акустическая развязка излучающей накладки от корпуса выполнена резиновой прокладкой 5, обеспечивающей герметичность этого места соединения. В центральной части пьезокерамического пакета установлена армирующая стяжка 6, на ко866780 торую навернута с натягом гайка 7.

Для обеспечения центрирования армирующего усилия, под гайкой расположена сферическая шайба 8. Тыльная накладка имеет внутреннюю геометрическую полость 9, которая преимущественно заполнена твердым легкоплавким сплавом, например, сплавом Вуда, имеющим температуру плавления 70 С. о

Легкоплавкий сплав заполняет внутреннюю полость тыльной накладки только частично, другая часть этой полости заполнена газом. Процентное содержание между этими частями устанавливается эксперементально в зависимости от того, какое положение будет занимать преобразователь при эксплуата-: ции (при вертикальйом положении излучателя соотношение между объемом сплава и газовой полостью может быть примерно 30:1). По наружной поверхности пьезокерамического пакета навита с натягом стеклонить 10, образующая оболочку, внутри которой выполнен электрический монтаж пьезокерамического пакета (не показан).

К корпусу излучателя герметично прио соединен штепсельный разьем 11, обеспечивающий электропитание излучателя.

Излучатель работает следующим образом.

При работе излучателя происходит разогрев пьезокерамики. Благодаря имеющемуся теплоотводу, часть тепла отводится от пьезокерамики. Однако теплоотвод от нее крайне затруднен, так как этому препятствуют различные факторы, в том числе малая теплопроводность керамики, наличие оболочки из стеклонити, большое сопротивление теплоотводу через излучающую накладку из-за малой площади соприкосновения ее с пьезокерамикой, большое сопротивление теплоотводу через тыльную накладку и центральную стяжку, В этих условиях самой разогретой частью излучателя становится тыльная накладка и прилегающая к ней часть пьезокерамики. В предлагаемом излу-, чателе предохранение пьезокерамики от перегрева осуществляется автоматически следующим образом.

При нагреве тыльной накладки до температуры плавления легкоплавкого сплава +70 С, последний начинает о плавиться и постепенно приобретает жидкое агрегатное состояние. В та10 генератор его возбуждает на этой частоте, излучатель вновь заработает в

20

55

35 ком виде излучатель автоматически изменяет свою резонансную частоту и переходит в режим работы, не совпадающий с его резонансной частотой.

Поэтому он уже не нагревается. После того как он остынет, сплав тоже осты" нет и затвердеет, излучатель снова будет иметь прежнюю собственную резонансную частоту и, если в это время режиме резонанса, пока не нагреется сплав и не уведет его резонанс.

Таким образом, работа предлагаемого излучателя основана на том, что при превращении части тыльной наклад. ки из твердого состояния в жидкое, резонапсная частота излучателя изменяется и не совпадает с возбуждаемой резонансной частотой генератора; при таком режиме излучатель работает не на резонансе,т.е. с малыми амплитудами, и поэтому его пьезокерамика нагревается значительно меньше. Последнее позволит охладиться тыльной накладке, что приведет к затвердеванию сплава, играющего роль плавкого акустического предохранителя. Преобразователь вновь нр прежнюю резонансную частоту. Учитывая, что процесс плавления сплава происходит с поглощением тепла, определяемого .количеством тепла, необходимого для расплавления данного количества материала {скрытой теплотой плавления), а процесс отвердевания с выделением некоторого количества тепла, излучатель некоторое время будет работать в режиме, позволяющем охладиться пье-зокерамике. Предлагаемая конструкция излучателя автоматически обеспечивает отсутствие перегрева пьезокерамики при работе излучателя в напряженном режиме излучения.

Предлагаемое устройство выгодно использовать для стержневых пьезокерамических излучателей с малой шириной резонансной полосы, так как в этом случае снижение эффективности работы излучателя наблюдается при меньшем уходе резонансной частоты, что потребует относительно меньшего соотношения между массой тыльной накладки и массой плавкого предохранителя.

Практическое осуществление предлагаемого технического решения трудностей не вызывает, так как большнн866780 ство пьезокерамических материалов имеет допускаемую температуру нагрева порядка.70-90 С. В этом диапаеоне о можно легко подобрать соответствующий сплав, например сплав Вуда, который имеет температуру плавления+70 С.

Формула .изобретения

Излучатель, содержащий пьезокерамический пакет, излучающую и тыльные накладки, стянутые армирующей шпилькой, отличающийся тем, что, с целью предохранения излучателя от перегрева при работе, в тыльной накладке выполнена полость, которая частично заполнена твердым сплавом, имеющим температуру плавления ниже допустимой температуры нагре ва излучателя.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1Î 1. Свердлин Г. М. Прикладная гидроакустика . Л., "Судостроение", 1976, с. 195., 2. Гидроакустика за 20 лет. Л., "Судостроение", 1975, с. 257 °

ВНИИПИ Заказ 8103/82 Тираж 701 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4