Электроакустический преобразователь

)з 6 0 ЕНИ ПИ ИДЕТЕЛ ЬСТ АВТОРСКОМ 4 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Донецкий государственный универстет(54) ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к измерительной и экспериментальной технике и может быть использовано для измерения скорости звука в жидких средах.Известен электроакустический преобразователь измерителя скорости звука, в котором в качестве преобразователя используют пьезоэлектрический кольцевой преобразователь с электродами на его боковых поверхностях, контролируемую жидкость размещают внутри его, возбуждают акустические колебания в жидкости, с учетом величины базы акустического канала, измеряя время распространения акустических колебаний в нем, определяют искомый параметр,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электроакустический преобразователь устройства для определения сплошности двухфазных жидких сред, выполненный в виде полого пьезокерамического цилиндра, внутренняя полость которого предназначена для размещения контролируемой жидкости, на внеш(57) Изобретение относится к измерительной и экспериментальной технике, Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя. Преобразователь содержит полый корпус из пьезоматериала. Сечение корпуса преобразователя, перпендикулярное его продольной оси, выполнено овальным, электроды на наружной поверхности размещены попарно соосно малой и большой осям сечения и образуют два канала излучения - приема акустических колебаний. 1 ил. ней поверхности цилиндра размещены равномерно чередующиеся электроды.Недостатком таких электроакустических преобразователей является низкая чувствительность. обусловленная отсутствием компенсации погрешностей, вносимых электроакустическим преобразователем под воздействием температуры и давления контролируемой жидкости.Цель изобретения - повышение чувствительности.Это достигается тем, что в преобразователе, содержащем полый корпус из пьезоматериала, на внутренней поверхности которого размещен сплошной электрод, а на наружной - несколько изолированных друг от друга электродов, сечение корпуса преобразователя, перпендикулярное его продольной оси, выполнено овальным, электроды на наружной поверхности размещены попарно соосно малой и большой осям сечения и образуют два канала излучения - приема акустических колебаний, 1778681На чертеже схематически показано предложенное устройство.Устройства содержит электраакустический преобразователь 1, электрически соединенный с электронным измерителем 2 скорости звука. Внутренняя часть электро- акустического преобразователя 1 металлизирована и является заземленным внутренним электродом 3. Симметрично большой оси овала размещен наоужный электрод первого акустического канала 4, а симметрично малой оси вала - наружный электрод второго акустического канала 5, Электроды акустических каналов 4 и 5 электрически соединены с коммутатором каналов 6, который через необходимые интервалы времени поочередно подключает тот или иной акустический канал к входу электронного измерителя 2 скорости звука.Устройство работает следующим образом.Электронный измеритель 2 скорости звука через коммутатор каналов 6 подключен к одному из акустических каналов, например, первому, После того, как будет коммутатором каналов 6 отсчитано необходимое для измерения частоты следования количество импульсов синхрокольца первого акустического канала, коммутатор каналов 6 переключит электронный измеритель 2 скорости звука на второй акустический канал.В обычном импульсно-циклическом измерителе чувствительность и точность зависят от величин погрешностей, вносимых набегающим потоком Ь С, воздействием температуры и давления на размеры акустической базы ЛС,р., наличием протектора Л Сп: паразитным временем задержки в электронных цепях Ь Сэ, влиянием пристенных застойныхслоев исследуемой жидкости, особенно вязкой или липкой ЬСж.В первом акустическом канале с длиной акустической базы 1, генерируется частота циркуляции зондирующего ультразвукового импульса с частотой 11, ва втором акустическом канале с длиной акустической базы 2 - с частотой 62.Время одного периода для каждого канала суммируется из следующих составляющих:А.БТп = ч. + т,р + л + гз + ж+ --с где Тп - время периода, с;т - задержка, вносимая набегающим потоком, с;тт,р - задержка, вносимая дестабилизирующим воздействием температуры и давления на величину акустической базы, с; тп - задержка, вносимая протектором, с;тэ - задержка в электронных цепях, с;тж - задержка, вносимая пристеннымслоем жидкости с температурой, отличной5 от температуры исследуемой в данный момент жидкости, с;А.Б. - длина акустической базы,м;с - скорость звука в исследуемой жидкости,м/с.10 Тогда разность величин периодов первого и второго акустических каналов будетпредставлятьЛ Тп = ЬЛч + Л Хт,р + Ь 7 п + Л Тз +15 т+си задержки, вносимые потоком, протектором, пристенными слоями жидкости полностью компенсируются, а с учетом тепловогои барического изменения величины акустической базы и небольшого изменения величины паразитной задержки в электронныхцепях при изменении частоты следованиязондирующих ул ьтразвуковы х импульсовскорости звука в жидкости равна25с =Л (1+аЛТ) - м/с;(112)02 - 11- т Г 1 12где Ь= 1-2 - разность длин акустическихбаз, м;1Л 1 =Уз - хз - измене. ие времени задержки в электронных цепях при изменениичастоты следования ультразвуковьх зондирующих импульсов, с,Например, в случае длины акустическойбаэь 1 0,03 м, скорости набегающего потока1 м/с, исследуемой жидкости - морской воде, погрешности, вносимые набегающимооко составляют Л с = 3, 510 м/с,Л ст, р =3 1 0 м/с; Лсп =3 10 м/с;Л сэ =6 1 0 м/с, в случае двух каналов-2все компоненты погрешностей, кроме погрешностей разности двух акустических бази разности погрешностей времен задержек в электронных цепях, равны нулю, а45 Л С,р - Ь Ст,р = 10 " м/с;ЛС - ЛСэ =10 м/с;Использование изобретения позволяетпроводить измерения параметров исследуемых жидких сред с компенсацией временных паразитных задержек,ограничивающих чувствительность устройства,Формула изобретенияЭлектроакустический преобразователь,содержащий палый корпус из пьезоматериала, на внутренней поверхности которогоразмещен сплошной электрод, а на наружной - несколько изолированных друг от друга электродов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, чта,1778681 Составитель С. КлопеТехред М.Моргентал нкоРедактор Т. Полионова Корректор Н. Кешеля аказ 419 О Тираж Подписное ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 с цепью повышения чувствительности, сечение корпуса преобразователя, перпендикулярное к его продольной оси, выполнено овальным, электроды на наружной поверхности размещены попарно, соосно с малойи большой осями сечения и образуют дваканала излучения - приема акустических колебаний,