Излучатель акустических волн

Союз Советских Социалистицеских Республик(61) Дополнительное к авт, свид.ву -5 (21) 2 1325 23/10 2) Заявлено 1 1)М Е Н 04 к 1/44 рисоединением заявкиосударственныи номитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(45) Дата опубликования описания 16,12.76 34. 232(71) Заявит ЛУЧАТЕЛЬ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН О Изобретение относится к электромеханическим приборам для преобразования электромагнитных волн в ультразвуковые механические колебания и может быть использовано во многих отраслях народного хозяйства для обеспечения акустического излучения большой мощности в ультр звуковом диапазоне волн, преимущественно в подвижных и неподвижных устройствах и системах подводной гидролокации,Известны излучатели акустических волн, содержащие генератэр высокочастотных электромагнитных колебаний, соединенный посредством фидера, например, коаксиального, и электродов с электромеханическим прибором для преобразования электромагнитных волн в ультразвуковые механические колебания, например,с пьезоэлектрическими блоками различной формы и структуры, Наибольшее распространение для обнаружения находящихся под различными углами места и азимута подводных объектов получили излучатели с пьезоэлектрическими преобразователями сферической формы, так как они обладают квазиизотропнэй характеристикой направленности и пэвышенной механической прочностью ",11,Наиболее известен излучатель, содержащий заключенные в герметичную акустически мягкую обэлэчку пьезоэлектрическийпреобразователь сферической формы н канализирующую электромагнитные волны кэаксиальную линию 21 . За счет наличиягерметичнэй акустически мягкой эболочкиэтот излучатель обеспечивает погружениена значительную глубину.Однако для повышения дальнэсти эбнаружения эбьектэв неэбхэдимы мощные генераторы высокэчастэтных электромагнитных кэлебаний, чтэ влечет за сэбой неэбходимэсть эсэбэ качественногэ согласования генератэра с канализирующей линией,а линии - с преобразователем, иначе значительная мощность будет рассеяна тепловымизлучением, и коэффициент полезнэгэ действия системы в целом будет мал, Крометэгэ, уве тичение мощности требует сэответствующегэ увеличения излучаю;цей поверхности преобразователя, чтэ чротивэречнттребованию изэтрэпности излучения, таккак при диаметре сферы преобразователяв несколько десятков длин волн характеристика направленности излучателя имеет обширные интерференционные зоны с нулевыми провалами, Появляются мертвые зоны,В пределах которых Обнаружение объектов невозможно.С целью увеличения мощности излученияпри Одновременном Обеспечении изотропности характеристики направленности во внут- у)ренней полости предлагаемого преобразователя устачовлены вкладыш с электронагревателем и активным слоем, например, изпористого фольфрама, и сетчатый электродс перфорационными отверстиями, охватываюший вкладыш, причем центральный проводник коаксиал-ной линии присоединен к вкладышу, а ее наружный проводник - к сетчат Ому э лектр оду,На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого излучателя акустических ВОлн Вразрезе; на фи., 2 - его электрическаясхема,Излучатель акустических волн содержРпзаключенные в герметичную акустически 36мягкую Оболочку 1, пьезоэлектрическийпреобразователь 2 сферической формы иканализирующую электромагнитные волныкоакснальную линию 3. БО внутренней полости преобразователя 2 установлен вкладыш 4 с электронагревателем 5 и активнымчоем 6, например, из пористого вольфрама,и сетчатый электрод 7 с перфорационнымиОтверстиями 8, Охватывающий вкладыш 4,причем центральный проводник 9 коаксиальной линии 3 присоединен к вкладышу 4, аее наружный проводник 10 - к сетчатомуэлектроду 7. Питание к электронагревателю 5 подается От источника 1 1 через стержень 12 проведенный внутри центрально ОгО проводника 9, который выполнен трубчатым и снабжен изолятором 13, Междувкладышем 4 и наружным электродом 14преобразователя 2 включен источник 15ускоряющего напряжения, Между Вкладышем 454 и сетчатым электродом 7 включен источник 16 напряжения смешения, Генератор 17электромагнитных колебаний также Включенмежду Вкладышем 4 и сетчатым электродом7. ЯИзлучатель акустических волн работаетследующим образом, Эмиттируемые активнь 1 м слоем 6 Вкладыша 4 заряженные частицы, Вырываемые за счет термоэлектронной эмиссии под воздействием тепла электро- унагревателя 5, благодаря сферической симметрии излу 1 ате 1 я испуска 1 стся по всемнаправлениям пр к и блески раВномерно иустремляются к преобразователю 2 за счетускоряющего потенциала наружного элек- бр трода 14. На пути движения заряженныхчастиц встречается сетчатый электрод 7,причем 1 плотчость заряженных частиц восновном определяется напряжением междувкладышем 4 и сетчатым электродом 7,Переменной составляющей этого напряженияявляются электромагнитные колебания, поступающие из коаксиальной линии 3 от генератора 17, Поэтому поток большой плотности модулируется посредством маломощного генератора 17, т, е, происходит усиление колебаний в десятки раз за счетэнергии электронагревателя 5 и источника15 ускоряющего напряжения, Ударяясь впреобразователь 2, заряженные частицывозбуждают его кристаллическую решетку,в результате чего преобразователь 2 испытывает деформации растяжения (сжатия) ипорождает в окружающей излучатель средеакустические волны, частота которых равна частоте генератора 17, Из-аа большойразницы в длинах волн электромагнитныхи акустических колебаний и сферическойсимметрии излучателя преобразователь 2остается эквипотенциальным на частотахдо сотен мегагерц и возбуждается синфазнбпри размерах, превышающих длину акустической волны в десятки раз, Это позволяет значительно увеличить излучающую поверхность преобразователя 2, а следовательно, и дальность обнаружения объектов, приодновременном обеспечении изотропностихарактеристики направленности. формула изобретения Излучатель акустических волн, содержащий заключенные в герметичную акустически мягкую оболочку пьезоэлектрический преобразователь сферической формы и канализирующую электромагнитные волны коаксиальную линию, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения мощности излучения при одновременном обеспечении изотропности характеристики направленности, во внутренней полости преобразователя установлены вкладыш с электронагревателем и активным слоем, например, из пористого вольфрама и сетчатый электрод с перфорационными отверстиями, охватывающий вкладыш, причем нентральный проводник коаксиальной линии присоединен к вкладышу, а ее наружный проводник - к сетчатому электроду.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США2939970, кл. 310- -8,7, 07.06.60 г.2, Авторское свидетельство СССР365861, кл. Н 04 Я 1/44, 10.03.70 г,5313111 бСоставитель Е, АртамоноваРедактор Е, Братчикова ТехредМ. ЛевицкаяКорректоюИ. ГэксичЗаказ 5383/153 Тираж 864 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5филиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул, Проектная, 4