Устройство для формирования ультразвукового поля

,оО гнийО П И С АН И Е Севз Севетския Социалистическия Республик(22) Заявлено 20.07.77 (21) 2511838/18-10 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений и откритий(088, 8) Дата опубликования описания 30, 12. 79(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПОЛЯ 1Изобретение относится к технической акустике, и может быть использовано для формирования ультразвуковыхимпульсов в линиях задержки модуляторах и других акустоэлектрическихустройствах, использующих различныетипы объемных и поверхностных волн.,Известно устройство для Формирования ультразвукового поля по авт. св,Р 447174, содержащее пьезоэлемент сэлектродами, соединенными с управляе"мой электрической нагрузкой, величинареактивной части которой равна по модулю и противоположна по знаку сопротивлению статической емкости пьезоэлемента на рабочей частоте ЩНедостатками известного устройстваявляются малое быстродействие, обусловленное необходимостью переключения,.дискретных элементов управляемой , 20электрической нагрузки,и узкий классформируемых ультразвуковых пОлей, ограниченный плоскими колебаниями пьезоэлемента по толщине,Целью изобретения является увеличение быстродействия и расширениекласса формируемых ультразвуковых полей.Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве реактивная часть 30 электрической нагрузки пьезоэлементавыполнена в виде пьезоэлектрическогорезснатора, а активная часть - в виде делителя электрического напряжения,соединенного с входом выпрямителя, квыходу которого подключен через радиочастотный Фильтр электронный ключ.При этом в случае поверхностных ультразвуковых волн пьезоэлемент и пьезоэлектрический резонатор выполнены ввиде системы встречно-штыревых прово-,дящих электродов, нанесенных на пьезоактивный материал, а для объемныхультразвуковых волн пьезоэлемент ипьезоэлектрический резонатор выполнены в виде продольно колеблющихся пьезоэлектрических стержней или радиально колеблющихся пьезоэлектрическихдисков с проводящими электрическимиобкладками. На Фиг. 1 схематически представлено описываемое устройство дпя формирования ультразвукового поля поверх-. ностной волны; на фиг. 2 - устройство для Формирования ультразвукового поля в продольно колеблющемся стержне на фиг, 3 - устройство для формирования ультразвукового поля в радиально колеблющемся диске,Устройство см. Фиг. 1, 2, 3) содержит пьезоэлемент 1 и пьезоэлектрический резонатор 2, электрически параллельно подключенные через делитель электрического напряжения 3 к выходу выпрямителя 4, выход которого через радирчастотный фильтр 5 подклю.чен к выходу электронного ключа б с входными электродами 7 и 8, При этом пьезоэлемент 1 и пьезоэлектрический резонатор 2 могут быть выполнены либо в виде системы встречно-штыревых про- ф нодящих электродов (Фиг. 1) в случае поверхностных ультразвуковых волн, Либо в виде продольно колеблющихся пьезоэлектрических стержней (фиг. 2) или радиально-колеблющихся пьезоэлект рических дискон (Фиг, 3) с проводящими электриЧескими обкладками в случае,объемных ультразвуковых волн,Устройство работает следующим образом. С помощью падающей на пьезоэле) мент 1 ультразвуковой волны в нем за счет Прямого пьезоэффекта возбуждаются периодические электрические колеф бания, которые черезделитель напряжения 3 подаются на вход выпрямителя 4, электрическое напряжение с выхода выпрямителя 4, сглаженное радиочастотным фильтром 5 используется для питания электронного ключа б.В исходном положении на управляющие электроды 7 и 8 электронного ключа 6 подается отрицательное смещение, поэтому электронный ключ б заперт, и падающая на пьезоэлемент 1 ультразнуковая волна почти полностью отражается от пьезоэлемента 1. Для изменения ультразвукового поля на управляющие электроды 7 и 8 подается положительное напряжение, н.результате чего сопротивление электронного ключа б .резко уменьшается, и падающая 40 волна почти полностью проходит через пьезоэлемент 1.1 аким образом, при изменении электрического напряжения на управляющих электродах 7 и 8 электронного ключа б практически синхронно изменяется и ультразвуковое поле пьезоэлемента 1, Электронное управление электрическойнагрузкой пьезоэлемента позволяет существенно увеличить его быстродействие, а выполнение индуктивной на 1 грузки пьезоэлемента в виде льезоэлектрйческого резонатора позволяет пОвысить добротность акустоэлектрической колебательной системы, что уве. ,яичивает эффективность работы всего устройства в целом. Кроме того, выполнение пьезоэлемента и пьезоэлектрического резонатора в различных видах позволяет расширить класс Формируемых ультразвуковых полей.Формула изобретения1, Устройство для Формированияультразвукового поля по авт. св.Р 447174, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью увеличения быстродействия и расширения класса Формируемых ультразвуковых полей, реактивная часть электрической; нагрузки пьезоэлемента выполнена в виде пьезоэлектрического резонатора, а активная часть электрической нагрузки выполнена в виде делителя электрическо"го напряжения, соединенного с входомвыпрямителя, к выходу которого попключен через радиочастотный Фильтрэлектронный ключ.2. Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что пьезоэле-.мент и пьезоэлектрический резонаторвыполнены в виде системы встречноштыревых проводящих электродон, нанесенных на пьезоактивный материал.3. Устройство по .п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что пьезоэлемент и пьезоэлектрический резонаторвыполнены в виде продольно колеблющих"ся пьезоэлектрических стержней с проводящими электрическими обкладками,4. Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что пьезоэлемент и пьезоэлектрический резонаторвыполнены в ниде радиально колеблющихся пьезоэлектрических дисков с проводящими электрическими обкладками.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРВ 447174, кл, В 06 В 1/06, 1972./04669 Составитель И, ТехредМ,Куэьма ова Корректор В. Синицкая едактор Л. Б 51 Тираж 585 Подписное ЦОИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, .Ж, Раушская наб., д.