Составной электроакустический преобразователь изгибных колебаний

(54) СОСТАВНОЙ СКИЙ ПРЕОБРАЗ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение о измерительным ул вам, Цель изобр продольных габар ЭЛ Е КТР ОАКУСТИЧ ЕОВАТЕЛЬ ИЗГИБНЫХ к контрольноым устройстуменьшение образователя тносится тразвуко тения - итов пр женными в о щений резон ленный с на частично соп поверхности пьезоэлемен нены симмет сти п родо резонатора. Отсутстви ляет существ составного эл зователя. ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 221403, кл, В 06 В 1/06, 1967,Авторское свидетельство СССРМ. 1419749, кл, В 06 В 1/00, 1986,Изобретение относится к контрольно измерительным ультразвуковым устройст вам и может быть использовано в им п еда нсчувствител ьн ых и и рием но-излу чающих системах ультразвукового контро ля,Известен составной пьезоэлектрический преобразователь стержневого типа, содержащий полости в акустическом резонаторе. Преобразователь содержит пьезокерамические пластины, тыльные накладки и средний вкладыш с системой отверстий,Основным недостатком устройства является малая механическая добротность, обусловленная наличием склейки.Известен электроакустический преобразователь стержневого типа, содержащий монолитный акустический резонатор с полостью и крепежным элементом, располопри сохранении основнои резонансной частоты, Преобразователь содержит криволинейный резонатор с полостью и крепежным элементом, пьезоэлемент, закрепленный с натягом в полости резонатора. Все центры кривизны внутренней поверхности резонатора расположены по одну сторону от плоскости поперечного сечения резонатора, проходящей через узел его механических смещений, Крепежный элемент и полость с закрепленным в ней пьезоэлементом размещены по разные стороны от данной плоскости. Крепежный элемент расположен внутри резонатора, а пьезоэлементустановлен перпендикулярно продольной оси резонатора. При подаче напряжения на пьезоэлемент он совершает продольные ко- Б лебания, которые передаются на резонатор, возбуждая в нем изгибные колебания. 2 ил. бласти узла механических смеатора, и пьезоэлемент, закрептягом.в полости резонатора по ряженной со стенками полости , причем резонатор, полость, т и крепежный элемент выпол- ЬЭ ричными относительно плоско- О льного осевого сечения леевых соединений позвоно увеличить добротность троакустического преобраНедостатком устройства является больй габарит вдоль его продольной оси приданной основной резонансной частоте еобразователя,Цель изобретения - уменьшение продольных габаритов преобразователя присохранении основной резонансной частоты,Поставленная цель достигается за счет 5того, что в составном электроакустическомпреобразователе, содержащем монолитный акустический резонатор с полостью икрепежным элементом, расположенными вобласти узла механических смещений резонатора, и пьезоэлемент, закрепленный с натягом в полости резонатора по частичносопряженной со стенками полости поверхности, причем резонатор, полость, пьезоэлемент и крепежный элемент выполнены 15симметричными относительно плоскостипродольного осевого сечения резонатора,резонатор выполнен криволинейным, всецентры кривизны его внутренней поверхности расположены по одну сторону от плоскости поперечного сечения, проходящейчерез узел его механических смещений.крепежный элемент и полость, с закрепленным в ней пьезоэлементом, размещены поразные стороны от плоскости поперечного 25сечения резонатора, проходящей черезузел его механических смещений, крепежнь й элемент расположен со стороны внутренней поверхности резонатора, апьезоэлемент установлен перпендикулярно 30продольной оси резонатора.На фиг, 1 изображен составной электроакустический преобразователь изгибныхколебаний; на фиг, 2 - сечение А - А на фиг.1. 35Преобразователь содержит монолитный резонатор 1 с полостью 2, расположенный в узловой области механическихсмещений резонатора, и закрепленный вэтой полости пьезоэлемент 3, Акустический 40контакт между резонатором 1 и пьезоэлементом 3 осуществляется по сопряженнымповерхностям выступов 4 полости 2 за счетнатяга. Натяг обеспечивается выборомразмеров полости, выступов и размера 45пьезоэлемента, Крепежный элемент 5,расположенный в узловой области механических смещений резонатора 1 и выполненный монолитно с ним, позволяетосуществлять его крепление, например, к. 50корпусу, без существенного снижения механической добротности преобразователя,Резонатор 1 выполнен криволинейным,причем все центры кривизны (например, 01,02, Оз) его внутренней поверхности расположены по одну сторону от плоскости Б-Бпоперечного сечения резонатора, проходящей через узел механических смещений.Крепежный элемент и полость, с закрепленным в ней пьезоэлементом, размещены по разные стороны от плоскости Б - Б, При этомкрепежный элемент 5 расположен со стороны внутренней поверхности резонатора, апьезоэлемент 3 установлен перпендикулярно продольной оси резонатора 0-0.Акустический резонатор 1 может бытьвыполнен из любого твердого материала смалым поглощением звука (металл, стекло,керамика) и иметь колоколообразную, рупорообразную или О-образную форму.Поперечное сечение полости 2 резонатора может быть круглым, квадратным, прямоугольным, овальным и т,д, Пьезоэлемент3 может быть выполнен из любого пьезоактивного материала, напоимер пьезокерамического или монокристаллического, в видепластины прямоугольной, круглой, овальной или квадратной формы. Крепежный элемент 5 может быть выполнен в видесплошного или полого стержня прямоугольного или круглого сечения, а также в видефланца. Причем резонатор, полость, пьезоэлемент и крепежный элемент должны бытьвыполнены симметричными относительноплоскости продольного осевого сечения резонатора во избежание возникновения в резонаторе паразитных мод колебаний иснижения его добротности.Преобразователь работает следующимобразом.Пьезоэлемент 3, установленный в полос 1 и 2 монолитного резонатора 1, при подачена него переменного электрического напряжения совершает механические колебанияв своей плоскости, которые через акустическии контакт с выступами 4, обеспеченныйнатягом, передаются в акустический резонатор 1, При совпадении частоты возбуждающего электрического напряжения ссобственной резонансной частотой акустического резонатора 1 в нем за счет большойакустической добротности возникают из;ибные колебания стенок; что приводит кизлучению акустических волн в окружающую преобразователь среду,Предлагаемый электроакустическийпреобразователь является обратимым и может быть также использован для приемаакустических колебаний из окружающейсреды,Формула изобретения Составной электроакустический преобразователь изгибных колебаний, содержащий монолитный акустический резонатор с полостью и крепежным элементом, расположенными в области узла механических смещений резонатора, и пьезоэлемент, закрепленный с натягом в полости резонатора по частично сопряженной со стенками поло1731291 Составитель Е,Гри Техред М,Моргент орректор Т.Мале Редактор Н.Химч ЗаказВН 1 Тираж ПодписноеПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,сти поверхности, причем резонатор, полость, пьезоэлемент и крепежный элемент выполнены симметричными относительно плоскости продольного осевого сечения резонатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения продольных габаритов преобразователя при сохранении основной резонансной частоты, резонатор выполнен криволинейным, все центры кривизны его внутренней поверхности расположены по одну сторону от плоскости поперечного сечения, проходящей через узел его механических смещений, крепежный элемент и полость с закрепленным в ней пьезоэлементом размещены по разные стороны от пло скости поперечного сечения резонатора,проходящей через узел его механических смещений, крепежный элемент расположен со стороны внутренней поверхности резонатора, а пьезоэлемент установлен 10 перпендикулярно продольной оси резонатора,