Двухканальный пьезоэлектрический преобразователь

(51)М. Кл.2 Н 04 Н 29/00 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к области измерения переменных давлений в жид ких средах (например, в гидроакустике) и может быть использовано для контроля и изучения динамических характеристик поршневых пъезоэлектри ческих преобразователей в рабочих условиях.Известно устройство для контроля выходных параметров кольцевого преобразователя магнитострикционного типа 1Это устройство состоит из пъезоэлектрического элемента, закрепленного на внешней боковой поверхности магнитострикционного преобразователя, Электрический выход пъезоэлемен" та через автономный кабель подключен к усилителю с измерительным прибором. Контроль работы преобразователя осуществляется по показаниям измерительного прибора, на который поступает сигнал от пъезоэлектрического элемента при работе магнитострикционного преобразователя в режиме излучения.Это устройство не обеспечивает. возможности контроля работы преобраэователя в режиме приема и сложнопо конструкции) так как предусмат- ривает крепление пъеэокерамическогоэлемента на наружной поверхностипреобразователя,ШНаиболее близкими по техническойсущности к предложенному являетсягидроФон, в котором контроль чувствительности осуществляется путем подачи переменного напряжения по автономному кабелю на встроенный излучатель"калибратор и измерения сигналаот чувствительного элемента, подключенного ко второму кабелю 2 .15 Чувствительный элемент тахогоустройства, выполнен в виде тонкостенной.оболочки иэ пьезоэлектрическойкерамики, заполненной воздухом, вовнутренней полости которой установ лен излучатель-калибратор. Акустическая развязка чувствительногоэлемента и калибратора обеспечивается амортизационной пробкой. Недостатками известного гидрофонаявляются следующиеФакторы: контрольчувствительности преобразователяосуществляется только на однойчастоте - наивысшей частоте рабочеЗО го диапазона гидроФона, так какчувствительный элемент возбуждается излучателем - калибратором через воздушный слой, который существенно снижает уровень контрольного сигнала; внешнее переменное давление, измеряемое чувствительным элементом, не передается на излучатель-калибратор, что значительно сужает функциональные возможности гидрофона,Цель изобретения - Расширение области контроля чувствительности и частотных характеристик преобразователя на весь рабочий диапазон частот Цель достигается.тем, что преобразователь снабжен металлическойпоршневой мембраной и металлическимкорпусом, в котором соосно установлены выполненные в виде пъезопакетов чувствительный элемент и излучатель - калибратор, при этом излучатель-калибратор, размещен междупоршневой мембраной и чувствительным элементом,устройство изображено на чертеже.Преобразователь состоит из цилиндрического металлического корпуса1 с приливом 2 для ввода двух автономных коаксиальных кабелей 3 и 4,чувствительного пъезоэлемента 5,выполненного в виде пъезопакета иразмещенного в изоляционной втулке6 металлической поршневой мембраны 7 излучателя-калибратора 8, выполненного также в виде наборапъезоэлектрических пластин и зажатого между чувствительным пъезоэлементом 5 и мембраной 7, Пьезоэлемент.5 подключен к коаксиальному кабелю3, а пъеэопластины излучателя-калибратора 8 - к коаксиальному кабелю 4, Поджатие пластин калибратора 8 к пъеэозлементу 5 осуществляется с помощью поршневой мембраны 7,снабженной цилиндрической стенкойс резьбойдля соединения с корпусом1 преобразователя. Герметизациявводов кабелей 3, 4 в прилив 2 может быть выполнена путем вулканизации, а соединения мембраны 7 с корпусом 1 - посредством заливки врезьбовое соединение цементирующегосостава на основе эпоксидных смол,Предлагаемый двухканальный пре.образователь работает следующимобразом.В режиме приема измеряемое внешнее переменное давление воздействуетна поршневую мембрану 7 и черезнееередается излучатехпо-калибратору 8 и чувствительному элементу 5,которые преобразуют механическоевоздействие в электрические сигналы.Эти сигналы затем поступают по автономным кабелям:3, 4 на вход соответствующих электроизмерительныхприборов, например, милливольтметров с высоким входным сопротивлениемтипа ВЗ(на чертеже не показаны),Одновременное исследование процессапо двум автономным каналам позволитповысить надежность и качество измерений в особо сложных условиях.В режиме контроля чувствительностии частотной характеристиКи преобразователя коаксальный кабель 4 отизлучателя-калибратора 8 подключается к внешнему измерительному генератору (на чертеже не показан) . Наопределенной частоте от генератораподается на излучатель-калибратор 8 15 переменное напряжение заданной величины и при этом измеряется сигнална выходе преобразователя (т.е,сигнал от чувствительного элемента 5на выходе кабеля 3) . Повторяя эти Щ операции на необходимом ряде частот(например, на третьоктавных частотах), по результатам измерений судят о чувствительности и частотнойхарактеристике преобразователя.Систематический контроль за работой преобразователя в рабочих условиях позволит судить о его стабиль-ности и тем самым увеличить срокпериодической поверки таких преобразователей органами метрологической службы (и сократить потери, связанные с демонтажом и повторной установкой преобразователей на объекте) .Формула изобретенияДвухканальный пъезоэлектрический:.преобразователь, содержащий чувстви 40 тельный элемент и излучатель-калибратор с подключенными к ним двумяавтономными коаксиальными кабелями,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения области контролячувствительности и частотных характеристик на весь рабочий диапазончастот преобразователя, он снабженметаллической поршневой мембраной иметаллическим корпусом, в которомсоосно установлены выполненные ввиде пъезопакетов чувствительныйэлемент и излучатель-калибратор,при этОм излучатель-калибратор размещен между поршневой мембраной ичувствительным элементом,55Источники информации,принятые. во внимание при экспертизе1, Патент США Р 3927552,кл, Н 04 В 29/00, опублик1975.2. Авторское свидетельство СССР60 Р 193325, кл. Н 04 В 29/ОО, 1966745022 7 В Составитель Е. Артамоновактор Е. Абрамова Техред Л.Теслюк Корректор В. Бутяга Эака н Ужгород, ул. Проектная, 4 Патент П или 687/18ЦНИИПИ Госпо делам113035, Моск Тираж 729 арственного изобретенийж, Рауш Подпмитета СССРоткрытийая наб д. 4/5