Устройство для регистрации акустических сигналов

б МьифНФ Ма, А Сотоз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликовании описа асударственныи комитетСовета Министров СССРаа делам изобретенийи открытий 53) УДК 534ень 37 Н, Бовечко и А, М. Амельяне 72) Авторы изобретен Трудового Красного им. Н. Э. Баумана Московское ордена Ленина н ордеЗнамени высшее техническое учили 71) Заявитель УСТРОЙСТВО Д ГИСТРАЦИИ АКУСТИЧЕСКИХ ИГНА резонансную частоту прц выполнении других предъявляемых к ним требований.Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот ц увеличение чувствительностистройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено электромеханическим цреооразователеч, выцолцецнгнч в виде электропроводящей пластины ц диэлектрической прокладки и установленным на воспрцнцмакццей давление поверхности датчика, а выход усилителя подключен к электропроводягцей пластине электромеханического преобразователя. Это дает возможность осуществить компенсацию наведецного вследствие прячого пьезоэффекта заряда посредством прцкладываемых к пьезоэлементу электрических сцл. На чцая схе еже представлена функццона,предлагаемого устройства. Устройство для регцс ких сигцалов содержит э, пластин 1 и диэлектриче играющие роль электром образователя, соединенно тра ццц акустичесектроцроводящчю кую прокладку 2, еханцческого прео с воспринимаюИзобретение относится к технической акустике и может найти применение в технике приема и возбуждения упругих волн, в частности в устройствах для регистрации акустических сигналов.Известны аналогичные устройства цо дац ному назначению, которые содержат пьезоэлектрический датчик, усилитель ц регистратор 1.Однако онц нс точно воспроизводят срорму сигналов.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержагцее пьезоэлектрический датчик акус тических сигналов, к выходу которого подключены последовательно соединенные усилитель и регистраторГ Ь 1.Основным недостатком известных устройств является то, что оци не позволяют регистрировать форму акустических сигналов из-за узкополосности. Кроме того, приме няемыс усилители с большим входным сопротивлением имеют повышенный уровень гцумов и цаводок, треоуют специальных мер предосторожности при эксплуатации, сложны в изготовлении. Пьезоэлементы датчиков и меют недостаточно высокую собственную щ ютнМФФБ нф тв;Эачсйфм,3,, Ф 31 62760 форлула изоб/эетения ЦНИИПИ Заказ 5641/54 Тираж 805 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3шей давление поверхностью датчика 3, усилитель 4 и регистрируемый прибор 5.Регистрирующий сигнал через электропроводягцую пластину 1 и прокладку 2 оступает на воспринимаюшую давление поверхность датчика 3. Материалы пластины и прокладки взяты с акустическим сопротивлением, равным акустическому сопротивлению материала датчика 3 для предотвращения отражения.На деформированном под воздействием сигнала пьезоэлементе датчика 3 вследствие прямого пьеЗоэффекта наводится электрический заряд, соответствуюшее которому напряжение усиливается усилителем 4 и подается на пластину 1. Возникшие между пластиной 1 и пьезоэлементом датчика 3 электрические силы деформируот последний в обратном направлении, компенсируя наведенный ранее заряд. Соответствующее состоянию компенсации напряжение на пластине 1 измеряют вольтметром 5, как выходнчо величину.гоУсилитель 4 помимо усиления сигнала обратной связи осушествляет функцию согласования с датчиком 3, поскольку в данном устройстве, в отличие от известных, сопротивление нагрузки датчика 3 выбирается из условия наилучшего соотношения сигнал/шум при максимальной ширине диапазона рабочих частот, т. е. достаточно низким, а не высоким, требующим применения специальных предусилителей.Уменьшение сопротивления нагрузки дат чика 3 возможно потому, что последний работает при отсутствии заряда на пьезоэлементе, который практически не деформируется. Уменьшение деформации пьезоэлемента приводит к повышению его эффективной35 жесткости и, следовательно, увеличению резонансной частоты, что расширяет диапазон рабочих частот и повышает чувствительность датчика 3.Таким образом, примененная обратная связь, помимо качественного улучшения фор мы сигнала, изменяет физические характе4ристикп датчика 3, повышая его чувствительность и расширяя диапазон рабочих частот, повышает чувствительность устройства в целом, улучшая условия согласования датчика 3 с усилителем 4.Использование нового элемента -- электромеханического преобразователя и компенсация наводимого на пьезоэлементе заряда выгодно отличают предлагаемое устройство от прототипа и позволяот регистрировать форму акустических сигналов, расширить диапазон рабочих частот примерно на порядок и повысить чувствительность устройства в 2 - 3 раза. Это расширит сферу применения устройства в дефектоскопии для регистрации сигналов акустической эмиссии с последующей количественной расшифровкой, а также для регистрации малых изменений давления, например, в системах гцдростатического нивелирования. Устройство для регистрации акустических сигналов, содержащее пьезоэлектрический датчик акустических сигналов, к выходу которого подключены последовательно соединенные усилитель и регистратор, отличаюиееся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот и увеличения чувствительности устройства, оно снабжено электромеханическим преобразователем, выполненным в виде электропроводягцей пластины и диэлектрической прокладки и установленным на воспринимаюшей давление поверхности датчика, а выход усилителя подключен к электропроводяшей пластине электромеханического преобразователя.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Логинов В. Г. Электрические измерения механических величин, М., Энергия, 1976, стр, 71 - /4.2. Заявка Мо 2308573/10, кл. Н 04 К 17/00, 1977, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.