Излучатель брука

Сфюа Советск ннСоциалистическимРеспубики ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 21.01,77 (21) 2444760/18-10с присоединением заявки РВ -(5 )М. Кд. Н 04 В 17/00 Гееуддрстванный квинтет СССР до делам нзойретенмй н юткрытнй(54) ИЗЛУЧАТЕЛЬ БРУКА Однако этот излучатель недостаточно прочен.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стержневой пьезокерамический излучатель, содержащий пьезокерамический пакет, излучающую и тыльную накладки, стянутые армирующей шпилькой 121. Изобретение относится к области технической акустики и может найти применение в ультразвуковой технике при проектировании мощных ультразвуковых излучателей, работающих в напряженном режиме. Известен стержневой пьезокерамический преобразователь, содержащий корпус, в котором размещена колебательная система, состоящая из излучающей (приемной) накладки, пьезокерамического пакета, склеенного из отдельных элементов, и тыльной накладки 1 . Однако этот излучатель не защищен от перегрева при работе на предельных мощностях.оЦель изобретения - предохранениеизлучателя от перегрева при работе.Поставленная цель достигается тем,что в тыльной накладке выполнена полость, которая частично заполненатвердым сплавом, имеющим температуру 10плавления ниже допустимой температурынагрева излучателя.На фиг. 1 представлен стержневойпьезокерамический излучатель .Излучатель оодержит корпус 1, вкотором расположена колебательнаясистама, состоящая из излучающей накладки 2, тыльной накладки 3 и пьезокерамического пакета 4. Акустическая развязка излучающей накладки откорпуса выполнена резиновой прокладкой 5, обеспечивающей герметичностьэтого места соединения. В центральнойчасти пьезокерамического пакета установлена армирующая стяжка 6, на ко 866780торую навернута с натягом гайка 7.Для обеспечения центрирования армирующего усилия, под гайкой расположена сферическая шайба 8. Тыльнаянакладка имеет внутреннюю геометрическую полость 9, которая преимущественно заполнена твердым легкоплавким сплавом, например, сплавом Вуда,имеющим температуру плавления 70 С.оЛегкоплавкий сплав заполняет внутреннюю полость тыльной накладки толькочастично, другая часть этой полостизаполнена газом. Процентное содержание между этими частями устанавливается эксперементально в зависимости от того, какое положение будет занимать преобразователь при эксплуата-ции (при вертикальйом положении излучателя соотношение между объемомсплава и газовой полостью может бытьпримерно ЗО:1). По наружной поверхности пьезокерамического пакета навита с натягом стеклонить 10, образующая оболочку, внутри которой выполнен электрический монтаж пьезокерамического пакета (не показан).К корпусу излучателя герметично прифсоединен штепсельный разьем 11,обеспечивающий электропитание излучателя.Излучатель работает следующим образом,При работе излучателя происходитразогрев пьезокерамики. Благодаряимеющемуся теплоотводу, часть теплаотводится от пьезокерамики. Однакотеплоотвод от нее крайне затруднен,так как этому препятствуют различные факторы, в том числе малая теплопроводность керамики, наличие оболочки из стеклонити, большое сопротивление теплоотводу через излучающуюнакладку из-за малой площади соприкосновения ее с пьезокерамикой, большое сопротивление теплоотводу черезтыльную накладку и центральную стяжку,В этих условиях самой разогретойчастью излучателя становится тыльнаянакладка и прилегающая к ней частьпьезокерамики. В предлагаемом излу-,чателе предохранение пьезокерамикиот перегрева осуществляется автоматически следующим образом.При нагреве тыльной накладки дотемпературы плавления легкоплавкогосплава +70 С, последний начинаетоплавиться и постепенно приобретаетжидкое агрегатное состояние. В та 10 генератор его возбуждает на этой частоте, излучатель вновь заработает в15 20 40 45 50 55 25 30 35 ком виде излучатель автоматическиизменяет свою резонансную частоту ипереходит в режим работы, не совпадающий с его резонансной частотой.Поэтому он уже не нагревается. После того как он остынет, сплав тоже осты"нет и затвердеет, излучатель сновабудет иметь прежнюю собственную резо.нансную частоту и, если в это время режиме резонанса, пока не нагреется сплав и не уведет его резонанс.,Таким образом, работа предлагаемого излучателя основана на том, что при превращении части тыльной наклад ки из твердого состояния в жидкое,резонапсная частота излучателя изменяется и не совпадает с возбуждаемойрезонансной частотой генератора; притаком режиме излучатель работает нена резонансе,т,е, с малыми амплитудами, и поэтому его пьезокерамика нагревается значительно меньше. Последнее позволит охладиться тыльной накладке, что приведет к затвердеванию сплава, играющего роль плавкого акустического предохранителя. Преобразователь вновь нреобретает прежнюю резонансную частоту. Учитывая, что процесс плавления сплава происходит с поглощением тепла, определяемого .количеством тепла, необходимого для расплавления данного количества материала (скрытой теплотой плавления), а процесс отвердевания с выделением некоторого количества тепла, излучатель некоторое время будет работать в режиме, позволяющем охладиться пье- . зокерамике. Предлагаемая конструкция излучателя автоматически обеспечивает отсутствие перегрева пьезокерамики при работе излучателя в напря женном режиме излучения. Предлагаемое устройство выгодно использовать для стержневых пьезокерамических излучателей с малой шириной резонансной полосы, так как в этом случае снижение эффективности работы излучателя наблюдается при меньшем уходе резонансной частоты, что потребует относительно меньшего соотношения между массой тыльной накладки и массой плавкого предохранителя.Практическое осуществление предлагаемого технического решения трудностей не вызывает, так как большнн866780 ство пьезокерамических материалов имеет допускаемую температуру нагрева порядка.70-90 С. В этом диапаеонеоможно легко подобрать соответствующий сплав, например сплав Вуда, который имеет температуру плавления+70 С,Формула .изобретения 1раж 701 Подписно НИИПИ Заказ 8103/8"Патент",г.ужгород,ул.Проектна Излучатель, содержащий пьезокерамический пакет, излучающую и тыльные накладки, стянутые армирующей шпилькой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью предохранения излучателя от перегрева при работе, втыльной накладке выполнена полость,которая частично заполнена твердымсплавом, имеющим температуру плавления ниже допустимой температуры нагрева излучателя.Источники информации,принятые во внимание нри экспертизе10 1. Свердлин Г. И. Прикладная гидроакустика . Л., "Судостроение",1976, с. 195.,2. Гидроакустика за 20 лет. Л.,