Пьезоакустический датчик

)5 6 01 й 29/24 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ффффф"фьт4Фвффэфщ Д нса- ечка ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Саратовский филиал Специального конструкторского бюро Всесрюзного . научно.производственного объединения "Союзгазавтоматика"(56) Смирнов А.Д. Импульсная ультразвуковая измерительная аппаратура. - М.: Энергия, 1967, с. 56.То же, с. 59.(54) ПЬЕЗОАКУСТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к неразрушающему контроле и может быть использовано в измерительной акустической аппаратуре,Изобретение относится к области неразрушающего контроля, в частности к ультразвуковому измерению расстояния, иможет быть использрвано,в измерительнойакустической аппаратуре, работающей в газовой среде, содержащей насыщенные пары жидкости,Известен пьезоакустический датчик, состоящий из пьезокристалла, демпфирующей накладки из резины или пористогоматериала, тонкостенного металлическогоцилиндрического корпуса и токосъемнойпластины. Излучатель приклеен токопроводящим клеем к корпусу,Недостатком датчика является невозможность непосредственного использования в газовой или жидкой среде с высокимдавлением,Известен пьезоакустический датчик вовзрывобезопасном исполнении. Пьезопла 2работающей в газовой среде, содержащей насыщенные пары жидкости. Цель изобретения - расширение области применения,. Датчик снабжен демпфером, укрепленным на нерабочей поверхности пьезоэлемента и охвать 1 вающим его торцовую поверхность, и цилиндрическим корпусом, в котором размещены пьезоэлемент и демпфер. Ловушка выполнена в виде полого усеченного конуса с утончающейся к периферии толщиной стенок, по периметру которой. выполнены клиновидные вырезы к малому основанию котороеобращено к рабочей поверхности пьезоэлемента, Ловушка жестко установлена на корпусе, а диаметр корпуса равен диаметру малого основания конуса ловушки, 1 ил. стина залита в эпоксидную смоЛу, образующую капсулу. Капсула прижимается ко днустального корпуса пружиной.Недостатком известного устройства является сложность изготовления корпуса,толщина дна которого должна равнятьсякратному числу полуволн, распространяющихся в материале корпуса.При работе такого датчика в газоврйсреде с насыщенными парами жидкостиконденсирующаяся по поверхности датчикажидкость нарушает соотношение оптимального согласования толщины стенки дна сдлиной излучаемой волны, качество работыдатчика ухудшается,При достаточно длительной кондеции жидкости начинается сильная утакустической волны на корпус датчика, шунтирование, и при работе датчика в режимеприемопередатчика теряет свойства прием-ника из-за распространения волны вдоль корпуса датчика на корпус устройства, в котором крепится датчик.Целью изобретения является расширение области применения путем обеспечения возможности работы в азовой среде с высоким давлением и содержанием насыщенных паров жидкости.Указанная цель достигается тем, что пьезоакустический датчик, содержащий пьезоэлемент и конусообразную ловушку, обращенную к нему своим основанием, снабжен демпфером, укрепленным на нерабочей поверхности пьезоэлемента и охватывающем его торцовую поверхность цилиндрическим корпусом,.в котором размещены пьезоэлемент и демпфер, а ловушка выполнена в виде полого усеченного конуса с утончающейся к периферии толщиной стенок, по периметрукоторой выполнены клиновые вырезы к малому основанию, которое обращено к рабочей поверхности пьезоэлемента, ловушка жестко установлена на корпусе, а диаметр корпуса равен диаметру малого основания конуса ловушки,На чертеже представлена конструкция предлагаемого пьезоакустического датчика.Датчик состоит из пьезоэлемента 1 с выводами 2, полиуретанового корпуса 3, вы-: полненного с конической воронкой 4, демпферэ 5. Излучающая поверхность 6 находится в центре воронки.Датчик работает следующим образом.Через выводы 2 на обкладки пьезоэлемента 1 подводится высокочастотный импульсный электрический сигнал,Излучаемые пьезоэлементом 1 ультразвуковые волны распространяются во все стороны, а именно волна, идущая в сторону демпфера 5, гасится им, волна, идущая в сторону корпуса 3, распространяется в нем, а волна, достигающая плоской излучающей поверхности 6, переходит в газовую среду и распространяется в ней.В случае смачивания излучающей поверхности 6 и корпуса 3 конденсирующейся жидкостью происходит потеря работоспособности датчика из-за улучшения условий распространения ультразвуковой волны пожидкости к стенкам корпуса датчика.Для обеспечения работы датчика в приемопередающем режиме в газовой среде с5 содержанием насыщенных паров жидкостив направлении бокового распределенияволны ставится препятствие в виде конической воронки 4 со стенками постепенноутончающимися от основания к краю,10 Волна, идущая в сторону корпуса 3, распространяется в конической воронке 4, отражаясь от стенок.и преобразуясь изпродольной в поперечную,Причем при смоченном корпусе отраже 15 ние от стенок воронки 4 усиливается, болееактивно происходит преобразование волнпродольных в поперечные и рассеивание.волны за счет расхода энергии на отражение от краев воронки 4.20 Таким образом, создается препятствиедля ухода волны по корпусу 3 на корпусустройства, где укреплен датчик, и возвращению волн, отраженных от корпуса 3 кпьезоэлементу 1.25 Чтобы жидкость не застаивалась в конической воронке 4, в ее стенке по периметрувыполненыклиновые вырезы. Формула и зоб рете ни я 30 Пьезоакустический датчик, содержащий пьезоэлемент.и конусообразную ловушку, обращенную к нему своим основанием,отл ича ющи йс я тем,что, с целью расширения области применения 35 путем обеспечения возможности работы вгазовой среде с высоким давлением и содержанием насыщенных паров жидкости, он снабжен демпфером, укрепленным на нерабочей поверхности пьезоэлемента и ох ватывающим его торцОвую поверхность, ицилиндрическим корпусом, в котором размещены пьезоэлемент и демпфер, а ловушка выполнена в виде полого усеченного конуса с утончающейся к периферии толщи ной стенок, по периметру которой выполнены клиновидные вырезы к малому основанию, которое обращено к рабочей поверхности пьезоэлемента, ловушка жестко установлена на корпусе, а диаметр корпуса 50 равен диаметру малого основания конусаловушки.1746299 Составитель О.БочкарТехред М.Моргентал Корректор Н,Корол тор Н.Бобк венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Произв Заказ 2392 ВНИИПИ Гасу Тираженного комите13035, Москва Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР