Устройство для генерации ультразвуковых импульсов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик(22) Заявлено 18.02.7421) 1996964/18-10 (51 1 7/00 нением заявкис присо д Государственный номнтет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(54 УСТРОИСТ ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ УЛЬТРАЗВУКОВ ЪХИМПУЛЬСОВ тел смешений ультразвук араллельн ои волн ак, что шения го активному направлению Па черте схематнч стройсте ски лля ажепора гцш предлагаемое ультразвуковых импул Высокочастотный генератор 1 электрически соединен с активным пьезоэлементом 2 через элемент 3 связи (например, емкость), Пьезоэлемент акусгическн нагружен на акустический резонатор 4, выполненный из материала с малым затуханием звука, Другая звуковая грань акустического резонатора нагружена на внешнюю среду 5 через уцравляюгции пьезоэлемент 6, к проволяшим обкладкам которого цолкпючена управляемая электрическая нагрузка 7. При этом управлявший пьезоэлемент 6 ориецтпровчн относи гельцо смешений в упьтразвуковой волне, возбуждаемой в акустическол 1 резонаторе 4 так, что ука;ацные сл 1 егненця параллельны пьезоактивпому направлению управлявшего пьезоэлемента 6. О Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в ультразвуковой лефектоскоции, медицинской акустике и в акустоэлектронике.В известных устройствах для генерации ультразвуковых импульсов, содержащих еь(сокочастотный генератор и эпекч рическп соединенный с нпл 1 активный пьезоэпе(л 1 ецт, для улучшения формы генерируем ых ультразвуковых илг пульсов применяют пнбо механическое демпфирование пьезоэлемента, либо электрическую комнепсаццю его паразнтных колебаний, что снижает амплитуду генернруел 1 ых ультразвуковых имнупьсов.цепь изобретения - увеличение амплитуЛы генерируемых импульсов.Для этого в прелпа аемом устройстве между непрерывно возбужлаемым активным пьезоэлементом и средой цоследова(тельно размещены акустический резонатор и управлявший пьезоэлемент, элек три чески соелинеццый с управляемой актигнопццук тинной нагрузкой, причел 1 управляющий пьезоэлемент ориентирован относи(бЗ) УДК 534.143 (088 .и)5 10 15 3Устройство работает следующимобразом.С помощью активного пьезоэлемента2, возбуждаемого генератором 1 черезэлемент 3 связи в непрерывном режиме,излучают в акустический резонатор 4 ультразвуковую волну. В исходном положении величину добротности О электрической нагрузки 7 управляющего пьезоэлемента 6 устанавливают максимально возможной. При этом ультразвуковая волна почти полностью отражается от управляющего пьезоэлемента (коэффициент отражения Й дф 1, а коэффициент поглощения Э0) и в акустическом резонаторе 4 идет процесс накопления акустической энергии, которЫй проявляется в многократном увеличении амплитуды стоячей звуковой волны в нем, При достижении амплитуды стоячей звуковой волны в акустическом резонаторе стационарного значения резко уменьшают величину добротности О электрической нагрузки 7 до минимального значения ( О, м О). При этом коэффициент прохождения звука 0 для управляющего пьезоэлемента 6 возрастает до 1 и накопленную в акустическом резонаторе 4 энергию излучают во внешнюю среду 5в виде прямоугольного ультразвукового импульса длительностью(- 2 Л1Сгде 1, длина акустического резонатора 4, С - скорость распространения звука в латериале акустического резонатора 4, По истечении временис момента на(чала излучения ультразвукового илпульса во внешнюю среду 5, добротность Ц электрической нагрузки 7 опять устанавливают максимальной и, описанный выше процесс повторяется,Таким образом, при импульсном периодическом изленении добротности элект рической нагрузки 7 управляющего пьезоэлемента 6 от максимально возмож, ной до 0 происходит излучение ультразвуковых импульсов повышенной интенсивности во внешнюю среду 5.ГПример осуществления предлагаемого у с т р о й с т в а, Устройство состоит. из кварцевого резонатора, кварцевого звукопровода и полуволнового управляющего пьезоэлемента из 1 1 К Я Х.Ъ среза, на управляющий пьезоэлемент нормально падает плоская сдвиговая вол, на с заданной амплитудой смещения, При Я = 200 имеют К = 0,992;2 = 0,007, С другой стороны, приЦ =Оимеют Р, =0; 2=1. Рассмотренный пример показывает, что при Ц = 200 амплитуда звуковой волны в резонаторе может в 100 раз превышать амплитуду звуковой волны в среде, а при Я = 0 амплитуды звуковых волн в резонаторе и среде равны,Предмет изобретения Устройство для генерации ультразвуковых импульсов, содержащее высокочастотный генератор и электрически соединенный с ним активный пьезоэлемент, о т л и - чаюшееся тем, что,сцельюувеличения амплитуды генерируемых имнульсоФ, между непрерывно возбуждаемым активным пьезоэлементом и средой последовательно размешены акустический резонатор и управляющий пьезоэлемент, электрически соединенный с управляемой активно-индуктивной нагрузкой, причем управляющий пьезоэлемент ориентирован относительно смещений в ультразвуковой волне так, что смешения параллельны его пьезоактивному направлению.489272 Составитель Н.Игнатенко Редактор Т,Иванова Техред ЕЛодурушина корректор А.ГалаховаЩ Изд. М 1 Я "ираж 740Подписное Заказ 1111 ИИ 11 И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, 113035, Раушская наб., 4 Гредприятие сПатент, Москва, Г, Бережковская иаб., 24ю