Электроакустический преобразователь

ГОС АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 0 СТВУ 1 Фч ТОРСКОМУ АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(56) 1. Яц 111 чап Т.О. а.о. Р 1 еое 1 есйг 1 с Ро 1 уеег Нцга 1 Р 1 зМ НудгорЬо пе, 1 АБА, 1978, ч, 63, И 5, р 1396.2. к 1 сМейз О. Е 1 есйгоасцзй 1 с Ьеп" 51 й 1 ч 1 йу оЮ Сощроз 1 е Р 1 елое 1 есйг 1 с Ро 1 уаег Су 11 пдегз. ,1 АЬА, ч. 68, И 4, р, 1025-1029.3. Роиегз Э. М. Р 1 егое 1 есйгс Ро 1 увег. Ап Еаегд 1 пд Нудгорйопе ТесЬ по 1 оду. ЕАСО, 1978, И 79, р. 739 (прототип).(54)(Я) ЗЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий полый несущийкаркас с фланцами и пьезополимернуюпленку в виде ленты, намотанной навнешнюю поверхность каркаса, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения чувствительности,.он снаб"жен наружным корпусом, выполненнымв виде полого цилиндра, коакеиальнои герметично охватывающего каркас,а пьезополимерная пленка герметичносоединена с поверхностью каркаса поего краям, при этом в цилиндрическихстенках каркаса выполнены сквозныерадиальные отверстия,1011155 10 5 25 20 поверхности которого прикреплен пьезо. З 0 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электроакустике и может быть использовано,например, в телефонии, а также в рыбо поисковых гидроакустических устройствах, приборах морской сейсморазведки, океанографических буях и др,Известен электроакустический преобразователь, содержащий двухдисковый гидрофон, работающий на колебаниях изгиба многослойных дисков. 8 качестве активного материала используются пьезоэлементы из пленки. Четыре элемента, склеенных вместе образуют "пакет", наклеиваемый на сплошной акриловый (полиакрилат) диск с внут-. ренней стороны, электрические элементы. соединены последовательно 11.Однако прогиб многослойного диска и, следовательно, деформация пьезоэлементов определяются жесткостйо (гибкостью) сплошного, монолитного акрилового диска, поэтому преобразователь обладает недостаточной чувствительностью,Известна конструкция цилиндрического гидрофона на основе пьезополимерной пленки, которая состоит из сплошного цилиндрического каркаса из упругого акрила, к внутренней боковой полимерный преобразующий слой. Жесткая связь ецио с каркасом позволяет сохранить его цилиндрическую форму. Наружная поверхность и торцы цилиндрического каркаса герметизируются слоем резины 1 2,Однако преобразователь имеет малую надежность и низкую чувствительность вследствие жесткой связи активного материала с каркасом.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является известный электроакустический преобразователь, содержащий полый несущий каркас с фланцами и пьезополимерную пленку в виде ленты, намотанной на внешнюю поверхность каркаса, в которой происходит механоэлектрическое преобразование, при этом внутренний объем цилиндрического каркаса заполнен воздухом, герметизирован, является акустическим экраном, наружная поверхность пьезополимерной пленки герметизируется и на нее действуют колебания, распространяющиеся в окружающей среде. Колебания действуют на боковую поверхность конструкции и вызывают пульсирующие колебания ме ханической системы (цилиндрический каркас + пьезопреобразующий слой),Изменение длины окружности цилиндрического каркаса приводит к изменениюдлины и пьезополимерного слоя, что5 вызывает появление электрических сигналов 3).Недостатком устройства являетсяего низкая чувствительность, так какжесткая связь пленки с каркасом создает единую механическую колебательнуюсистему, упругость которой определяется упругостью каркаса.Кроме того, конструкция являетсяненадежной, так как пленка не защище/на от механических воздействий извне,которые могут нарушить ее целостность.Целью изобретения является увеличение чувствительности электроакустического преобразователя,Поставленная цель достигается тем,что электроакустический преобразователь, содержащий полый несущий каркасс фланцами и пьезополимерную пленкув виде ленты, намотанной на внешнююповерхность каркаса, снабжен наружнымкорпусом, выполненным в виде пологоцилиндра, коаксиально и герметичноохватывающего каркас, а пьезополимерная пленка герметично соединена споверхностью каркаса по его краям,при этом в цилиндрических стенках каркаса выполнены сквозные радиальные отверстия,На чертеже представлена конструкция предлагаемого устройства,Электроакустический преобразовательсодержит пьезопленку 1,намотанную нанесущий каркас 2 с фланцами, в котором выполнены отверстия (прорези) 3,и присоединенный к каркасу экранирующий корпус 4 из жесткого материала.Пьезопленка 1 крепится по краям к каркасу 2 с помощью клея и крепящегобандажа 5, например, из нити или проволоки. Сигнал снимается с помощью вы.водов 6, соединенных с электродамипьезопленки.Защита электродов, нанесенных (напыленных) на обе поверхности пьезопленки, от соприкосновения с окружающей средой (герметизация) осуществляется путем намотки непосредственнона каркас с отверстиями несколькихслоев той же пленки, на которых не нанесены электроды.Электроакустический преобразователь работает следующим образом,Распространяющиеся в среде акустические колебания через открытую сЗаказ 3040/68 Тираж 675 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,3 10торцов внутреннюю полость и отверстия 3 в каркасе 2 воздействуют на прилегающую к отверстиям с другой стороны каркаса пьеэопленку 1, деформируяее. Пропорционально деформации пьеэапленки в ней появляются механическиенапряжения и пропорциональные имэлектрические сигналы на выводах 6.В предлагаемом устройстве жесткийкаркас не является частью колебатель.ной системы преобразователя и не ока.эывает сопротивления колебаниям среды, .что приводит к значительному увеличению чувствительности,Поскольку на низких частотах значение чувствительности Э ич пропорцио.нально гибкости СЭкв колебательнойсистемы (величина обратная ее жесткости), т.е.,ч - 5.йС /Сад,где 5 - площадь преобразователя;й - коэффициент электромеханической трансформа.ции;С - емкость преобразоваэлтеля;а5С =, - - гибкость цилиндричесЭквкого преобразователярадиуса а, высоты Ьи толщины Ь 15 в - упругая постоянная материала,то величинойСэкв и определяетсячувствительность. 1. 4155 4Так, для известной конструкции,включающей акриловый цилиндрическийкаркас Ь = 0,15 10 м, 5,1 - 15,6с 10 Па й слой пьеэополимерной преоб",разующей пленки й = 0,1 с 10м,5 = 32010 Па , суммарная гибИ -1 в.Нкость определяется Свкь Свкв О Ьь5кк, п,м С 1 -в- 10 лл нЯОДля конструкции предлагаемого преобразователя, при сохранении всех про. чих условий равной прочности, геомет-рии, 5, й, Сая, когда его гибкость определяется только гибкостью пиобра. эующей пьеэопленки сп = 0,3110 м, т,е20а ьаиС = -- = - хэке щьЬ и ИИ1 О;7 О, м 1 Н,2 ю она очевидно будет на порядок больше.Следовательно и чувствительность предлагаемого электроакустического преобразователя будет выше.Введение в преобразователь дополнительного наружного жесткого корпусапозволяет также повысить эксплуатационную надежность конструкции эасчет защищенности пьезополимерногопреобразующего элемента от механичес"ких повреждений,