Датчик измерителя интенсивности акустического поля

Союз Советских Социалнстических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ он 772609(51)М. Кл.В 0 б В 1/Об 6 10 1. 1/00 ГосударственныЯ комите" СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А.В Кортнев, М.Е. Дюбченко и Л.А. Давиденко Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) ДАТЧИК ИЗМЕРИТЕЛЯ ИНТЕНСИВНОСТИ АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯИзобретение относится к акуСтцческим измерениям и может быть использовано для измерения интенсивности акус-. тического поля в заданном направлении. Известен измеритель интенсивности акустического поля, содержащий пьевокерамическую сферу с установленными внутри нее биморфными пьеаоакселеро-, 10метрами 11).Недостатком описываемого датчика является узкая полоса рабочих частот, ограниченная частотой первого резонан са биморфного акселерометра.15Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик измерителя интенсивности, содержащий сферический пьеэоактивный элемент и установленные внутри него электричес ки параллельно соединенные акселерометры в виде пьезопластин, деформируемых по толщине Р) .Указанный измеритель обладает широкой полосой рабочих частот, но недостаточно высокой чувствительностью акселерометров, что ограничивает его использование, не позволяя производить измерения интенсивности в слабых полях, несмотря на то, что сигнал с . датчика давления удовлетворКет условиям измерения.Цель изобретения - увеличение чувствительности датчика по колебатель - ной скорости.Указанная цель достигается тем, что в известном датчике измерителя интенсивности акустического поля, содержащем сферический активный элемент и установленные внутри негф электрически соединенные параллельно акселерометры, они выполнены в виде пьезокерамических полусфер с чередующимися по полярности полосовыми электродами, концентрически расположенными на внешней поверхности полусфер параллельно их торцам, жестко соединенными с инерционными грузами, расположенными внутри полусфер.На фиг. 1 изображен общий вид предложенного датчика, разрез, на фиг. 2 - акселерометр общий вид.Датчик состоит иэ активного элемента, выполненного из двух пьезокерамических полусфер 1 и 2 с электродами 3 и 4 на внешней и внутренней поверхностях. Веотверстия полусфер вклеены металлические основания 5 н б, к которым прикреплены полусфеФ.рические акселерометры 7 и 8 с полосовыми электродами 9, соединенными одноименными полюсами между собой проводниками 10. К торцам полусфер 7 и 8 прикреплены инерционные грузы 11,и 12. Вывод электрических контактов осуществляется с помощью гибких экранированных кабелей 13 и 14, завулканизированных в герметичные втул.ки 15 и 16, Снаружи датчик покрыт слоем герметика или эпоксидного компаунда 17 для гидроизоляции.Датчик работает следующим образом.При воздействии звуковой волны сферический активный элемент датчика начинает совершать радиальные колебания расширения-сжатця, пропорциональные акустическому давлению, и осциллирующие колебания, пропорциональные колебательной скорости частиц жидкости. Вследствие прямого пьезоэффекта на ее электродах возникает электрический сигнал, пропорциональный акустическому давлению, а на электродах акселерометров - электрический сигнал, пропорциональный колебательной скорости (после интегрирования . в измерительном блоке), причем последний не зависит от радиальных колебаний активного элемента, благодаря противофазному включению акселерометров. После перемножения результирующий сигнал, пропорциональный интенсивности, подается на регистрирующий прибор.Выполнение акселеРометров в виде полусфер с нолосовыми электродами на внешней поверхности позволяет осуществить тангенциальную поляризацию в направлении меридиана. Такое напряженйе поляризации совпадает с направлением колебаний акселерометров, т.е. колебания растяжения-сжатия полусферических акселерометров вызывают появление заряда на электродах, определяемого пьезомодулем ЙКроме того, из-за малой толщины стенки .полусфер, в ней возникают большиемеханические,напряжения, способствукщие повышению чувствительности.Сферическая Форма акселерометровпозволяет оптимально использоватьвнутреннее пространство сферическойоболочки, служащей датчиком давления,а также разместить в их внутреннихполостях инерционные грузы, способф ствующие увеличению амплитуды смещения акселерометров, а следовательнои чувствительности.Использование акселерометров описанного типа позволяет повысить их 1 с 4 вствительность на 75-80 и измерить интенсивность слабых акустических полей, .20 формула изобретенияДатчик измерителя интенсивностиакустического поля, содержащий сферический активный пьезоэлемент и установленные внутри него электрическипараллельно соединенные акселерометры, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения чувствительности по колебательной скорости, акселерометры выполнены в виде пьеэоЗф керамических полусфер с чередующимися по полярности полосовыми электро-.дами, концентрически расположеннымина внешней поверхности полусфер параллельно их торцам, жестко соединен"35 ными с инерционными грузами, расположенными внутри полусфер;Источники информации,принятые во внимание при эксйертиэе1. Авторское свидетельство СССР4 О Р 243981, кл 6 10 , 1/00, 1969.2. Акустика и ультразвуковая техника. Вып. 9 Киев, "Техника", с.37-43.2 Составитель И.Попова Техред М.Петко дактор А.Мотыль Корректор М,Шароши Подписное акаэ 678 Тираж 565ИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и откры3035, Москва, Ж, Раушская б, д. 4 4 Филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проект