Пьезоэлектрический преобразователь пульсаций давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 50 4 С 01 Ь 9 08 ГОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ НОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИ ЛЬСТВУ контроль-,зволяет(56) Авторское свидетельство СССРУ 1052896, кл. С 01 Ь 9/08, 1982.(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВТЕЛЬ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится кно-измерительной технике и по расширить динамический диапазон измерений. Для этого в зазор между пьезоэлементами 2 введен разделительныйэлемент 4 из упругого материала. Привоздействии на преобразователь переменного давления элемент 4 передаетмеханические напряжения с внешнегопьезоэлемента 2 на внутренний. Коэф.механической связи между пьезоэлементами 2 определяется модулем упругости элемента 4, 2 ил.между пьезоэлементами: г Ксв Благодаря дифференциальному включению пьезоэлементов, результирующий заряд на выходе с обеих пьезоэлементов будет равен:(рев 1( 1 ( Ксв ) Коэффициент Ке механической связи является переменной величиной и зависит от величины Р воздействия со стороны потока и от модуля 1 Е упругости элемента 4:(3) св ( н 1 Е) Из-за потери импульса на первом пьезоэлементе и элементе 4 Кв всегда меньше единицы и при малых воздейИзобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для измерения пульсаций давления в потоках жидкости для геяа.Цель изобретения - расширение динамического диапазона. измерения.На Лиг. изображен предлагаемый преобразователь, общий вид в разрезе; на фиг.2 - схема соединения электродов преобразователя.Преобразователь содержит термозащитное покрытие 1, два пьезоэлемента 2 в виде сферических сегментов с электродами 3, разделительный элемент 4 с известным значением модуля упругости и основание 5.Преобразователь работает следующим образом.При воздействии на первый пьезоэлемент 2 переменного давления, пульсаций скоростного напора или плотностных неоднородностей потока на этом элементе возникает переменный электрический заряд, величина и знак которого пропорциональны величине и знаку механического воздействия, При отсутствии между пьезоэлементами разделительного элемента 4 механическое воздействие не передается на второй пьезоэлемент и электрический заряд на нем не образуется. При наличии .элемента 4, образующего механическую связь между пьезоэлементами 2,-происходит частичная передача механических напряжений и на второй пьезоэлемент, на котором образуется электрический заряд 1, величина которого зависит от коэффициента Ксв связи ствиях со стороны потока, близких порогу шумового заряда пьезоэлементов, величина Кев близка нулю.0 Кс 1,(4)Таким образом, с увеличением вели"чины механического воздействия и уп" ругости элемента 4 увеличивается коэфФициент передачи этого воздействия на второй пьезоэлемент, что приводит к увеличению компенсации по электрическому заряду, т.е. преобразователь работает в режиме автоматической комНаибольшая компенсация достигается при жесткой склейке пьезоэлементов, при этом из-за ограниченных воэможностей установки типа ГЛС/20 не было достигнуто ограничение в выходном сигнале, однако и в этом случае получено расширение динамического диапазона не менее 20 дБ по сравнению с прототипом. Как показали лабораторные испытания преобразователей, выполняя разделительный элемент из материалов с различными значениями модуля упругости, можно получить преобразователи с любым, наперед заданным динамическим диапазоном (в пределах возможностей пьезоматериала).Натурные испытания подтвердили эффективность преобразователей с расширенным динамическим диапазоном,при этом было отмечено, что несмотряна некоторое уменьшение влияния ме-шающих полей (акустика, вибрации ипроч.), отношение сигнал - шум оставалось таким же, как у прототипа.В качестве материала для разделительного элемента были опробованыкомпаунд К(полимеризованное касторовое масло с Е .= 6 1 ОМПа), эпоксидный компаунд УП-190 с Е = 5 хх 10 МПа и некоторые пенопласты,31При применении фенопласта марки07-010-02 (ГОСТ 5689-73) был получен 50динамический диапазон преобразованияне менее 100 дБ, при хорошей повторяемости результатов измерений. Возможно применение и других материалов, в 55которых в.результате полимеризацииили иных процессов не возникают газовые пузыри, которые приводят к результатам, существенно отличающимся отрассчИтываемых..г Составитель Н. БогдановаТехред А. Кравчук рректор Е. Рошк едактор А. Рев каз 3272/3 Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная з 132 б 91Формула изобретения Пьезоэлектрический преобразовательпульсаций давления по авт. св.У 1052896, о т л и ч а ю щ и й с я5 тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерения, в немв зазор между пьезоэлементами введенразделительный элемент, выполненныйиз упругого материала.