Электроакустический преобразователь

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл,Н 01 В 1 уоб Гаеударатеееьа квмвтет СССРДата опубликования описания 28.02,83(72) Авт Г. Ст ано обретен иЛенинградскии ордена Ленина электротехнический институт -.в.и.ю "аул" а р(71) Заявитель 54) ЗЛЕКТРОРКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к акустическому приборостроению и может быть использовано при океанографических исследованиях, в антеннах рыбопоисковых станций, системах подводной связи и рефлекторных антеннах.Известен стержневой электроакустический преобразователь, содержащий пьезоактивный элемент с пассивными накладками, обладающий малым коэффициентом рассеяния- отношением энергии излученной (принятой) вне заданного телесного угла к полной излученной (принятй) энергии 1.Недостатком устройства является малая эффективность преобразования в области низких частот, а также сильная зависимость диаграммы направленности от частоты.Наиболее близким к. предла; аемому по технической сущности является электроакустический преобразователь содержащий пьезокерамический диск,возбуждаемыи на радиальных колебаниях, и жестко с ним связанные пассивные цилиндрические сектора (,2 ).Недостатком известного устройства является сильное боковое излуче-.ние (прием) преобразователя, что при водит к увеличению коэффициента рассеяния в тыльное полупространство.Цель изобретения - увеличение эффективности преобразования за счет уменьшения коэффициента рассеяния в тыльное пОлупространство при эффективном, слабо направленном преобразовании в переднее полупространство в области низких частот.Указанная цель достигается тем, что излучающая поверхность преобразователя, образованная пассивными накладками, представляет собой конус с плоским основанием парал)лельным плоскости пьезоэлемента и криволинейной образующей. Угол между касательной к образующей и осно" ванием лежит в диапазоне 20-УОО3 1001504На фиг. 1-4 показаны два варианта конструкции предлагаемого преобразо- вателя (на фиг. 1 и 3- разрез; на фиг. 2-4- вид сверху);на фиг. 5-характеристики направленности звукового давления для преобразователя (фиг. 3 и 4) на частоте резонанса.Предлагаемый влектроакустический преобразователь состоит из пьезоакти. вного элемента 1 в виде диска (фиг,1 16 и 2) или кольца (фиг. 3 и 4) и пассивных накладок 2, выполненных в виде. секторов конуса криволинейной образующей. Боковые поверхности этих ,накладок акустически развязаны друг 15 от друга.Предлагаемый преобразователь работает следующим образом.Под действием, возбуждающего электрического напряжения пьезоактивный 26 элемент преобразователя начинает совершать радиальные колебания параллельно плоской внешней поверхности преобразователя и тем самым вовлекает в колебательное движение пас сивные накладки в виде клиновидных секторов. При погружении преобразователя в жидкую среду, благодаря отсутствию в ней касательных упругих смещений и напряжений, к излу чению звуковых волн будет приводить лишь нормальная составляющая колебательной скорости, присутствующая на внешней рабочей выпуклой поверхности преобразователя, Таким образом, ввиду осевой симметрии преобразователя преимущественно излучение прием) звуковых волн будет про исходить в полупространстве, расположенном от плоской нерабочей поверхности преобразователя в положительном направлении оси Е. формула изобретения Для увеличения площади рабочей поверхности преобразователя величину зазоров между клиновидными секторами45 следует по возможности уменьшать.Поскольку в преобразователе отсутствуют воздухозаполненные. полости, он может работать практически при любом гидростатическом давлении, обеспечивая необходимые направленные свойства без дополнительных экранирующих конструкцийПри необходимости дополнительной герметизации зазоры между клиновидными секто рами могут быть завулканизированы резиной. Кривая а (фиг. 5) соответствует измерениям при размещении преобразователей в звукомягком экране, устранявшем дифракцию звуковых волн, который можно рассматривать как имитацию плоской антенны, составленной из идентичных, инфазно работающих преобразователей. Кривая б соответствует измерениям в свободном пространстве, Видно, что и в этом случае основная часть звуКовой энергии концентрируется в полупространстве в положительном направлении оси Л от плоского основания преобразователей. При измерениях зазоры между клиновидными секторами заполнялись водой.Таким образом, предлагаемый преобразователь имеет ряд преимуществ. по сравнению с известными, Он отличается простотой конструк,ции, возможностью работать при значительном внешнем статическом давлении, Предлагаемый преобразователь может быть использован для конструирования акустиче=ких антенн. Для этого наиболее удобной является форма внешней поверхности в виде пирамиды, в основании которой лежит правильный шестиугольник (шесть клиновидных секторов),Электроакустический преобразователь, содержащий пьезоэлемент в виде диска или кольца и жестко прикрепленные к нему радиально симметрично располож .нные идентичные пассивные накладки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения эффективности преобразования за счет уменьшения коэффициента рассеяния , излучающая поверхность, образованная пассивными накладками, представляет собой конус сплоским основанием, параллельнымплоскости пьезоэлемента с криволинейной образующей, причем уголмежду касательной к образующей иоснованием лежит в диапазоне 20-70.оИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРи 498761, кл. Н 04 й 17/00, 19732. Авторское свидетельство СССРН 211898, кл, В 06 В 1/08 1968,100150 Й оа Составитель И,: Сазоноведактор А. фролова Техред Ж.Кастелевич Корректор А. Дзяткг дпи филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул Проектная, 4 Заказ. 1 153/7 Ь ВНИИПИ Государстве по делам изобре 113035, Москва, Ж Тираж Ь 75 Поного комитета СССРений и открытий5, Раушская наб., д. М 5