Гидропульсатор

 

гаДРОПУЛЬСАТОР, содержащий резонатор в виде трубы, кошхы которой закрыты мембранами, а в средней части расположены гнезда для датчиков давления , и пьезоэлектрический возбудитель колебаний, отличающийся тем, что, с цепью снижения потребляемой мощности и улучшения равномерности амплитудно-частотной характеристики, в нем Труба резонатора выполнена в виде петли, концы которой с мембранами расположены орут против друга и поджаты к пьезо электрическому возбуаителю пружинами . V fe a 00 iO5 V . Pug.l

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„ 1 030686

З 5ц С 01 L 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3425289/18-10 (22) 2 1.04. 82 (46) 23.07.83. Бюл. М 27 (72) О.B. Ивановский (53) 531.787 (088.8) (56) 1. "Измерительная техника, Ж 1, 1970, с. 39.

2. Авторское свидетельство СССР

14 669999338811, кл. С 01 t, 27/00, 1977 (прототип) . (54) (57) ГИДРОПУЛЬСАТОР, содержащий резонатор в виде трубы, концы которой закрыты мембранами, а в средней части расположены гнезда для датчиков давления, и пьезоэлектрический возбудитель колебаний, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности и улучшения равномерности ампли» тудно-частотной характеристики, в нем труба резонатора выполнена в виде петли, концы которой с мембранами расположены друг против друга и поджаты х пьезоэлектрическому возбуцителю пружинами.

1 1030

Изобретение относится к технике измерения быстропеременных давлений в диапаэоне звуковых частот и предназначено для использования при динамической градупровке датчиков давления. 5

Известен гидропульсатор с пьезоэлектрическим возбудителем в виде столба пьезокерамических пластин, установленного на массивном основании и сопряженного через мембрану с резонатором в виде трубы, 10 заполненной жидкостью 1 1, Однако данному устройству свойственны потери мощности в системе возбуди— тель-резонатор, определяемые, в основном, потерями интенсивности звука в основании, 15 на которое опирается столб пьезокерамическпх пластин, поскольку волновые сопротивления столба пьезокерамических пластин и массивного основания близки.

Наиболее близким к изобретению по теххп ческой сущности является гидропульсатор, содержащий два гьезозлектрических возбудителя, которые опираются на массивнъ|е основания, резонатор в виде трубы, с расположенными в ее средней части 25 гнездами для датчиков давления if торцами, закрытыми мембранами, соприкасающимися с пьезоэлектрическими возбудителями (2 ) .

Однако в известном устройстве также„ примерно, псловина мощности, подводимой к пьезоэлектрическому возбудителю, рассеивается в основаниях, на которые опираются пьезоэлектрические возбудители.

Пomou!åíèe звуковой энергии массивным основанием зависит также и от частоты

35 вследствие акустических резонансов и реверберации в нем, в результате чего амплитудно-частотная характеристика гидропульсатора имеет провалы и ее неравномерность доходит до 70ю, or

Потери мощности в системе возбуди-тель-ре зонатop требуют непроизводительно- го увеличения мощности усилителя, от кот орого питается пьезоэлектрический возбудитель, вызывают вредное звуковое излучение в окружающее пространство. С другой стороны, увеличе п е подводимой мощности с цель|о повышения амплитуды пульсации давленая имеет предел. С увеличением подводимой мощности столб пластин пьезоэлектрического возбудителя разогревается.

Нагрев пластин снижаег их электрическую и механическую про ность и может привести к пробою и разрушению.

Целью изооретения является снижение

55 потребляемой мощности и улучшение равномерности амплитудно-частотной характеристики.

686 2

Указанная цель достигается тем, что в гидропупьсаторе, содержащем резонатор в виде трубы, концы которой закрыты мембранами, а в средней части расположены гнезда для датчиков давления, а также пьезоэлектрический возбудитель колебаний, труба резонатора выполнена в виде петли, концы которой с мембранами расположены друг против друга и поджаты к пьезоэлектрическому возбудителю пружинами.

На фиг. 1 изображена схема гидропульсатора; на фиг. 2 — эпюра распределения давления стоячей воды в трубе при резонансе.

Гидропульсатор состоит из основания 1, резонатора-трубы 2, выполненной в виде симметричной петли, концы которой герметично закреплены в корпусах 3 и 4 и закрыты мембранами 5 и 6, пьезоэлектрического возбудителя 7 колебаний, зажатого между мембранами 5 и 6 противолежащими пружинами 8 и 9. Пружины 8 и 9 опираются на основание 1 и торцы корпусов 3 и4.

Посередине трубы 2 в пучности давления(точка Д на фиг. 2 )установлены датчики 10 даьпения в гнездах. на насадке 11.

Впутренняя полость трубы 2 соединена через вентиль 12 с гидропрессом 13.

Перед началом работы гидропрессом 13 создается требуемое давление в трубе 2, в результате чего. мембраны 5 и 6 деформиру отся, раздвигая корпуса 3 и 4 за счет сжатия пружин 8 и 9. При этом сила сжатия столба пьезокерамических пластин пьезоэлектрического возбудителя 7 практически остается независящей от создаваемого в трубе 2 давления благодаря относительно малой жесткости пружин 8 и 9.

При подаче переменного напряжения на пьезоэлектрический возбудитель копебмп|я его торцов передаются через мембраны 5 и 6 жидкости в трубе 2 синхронно с противоположных концов трубы 2, возбуждая встречные волны звуковой частоты, При настройке в резонанс на одну из собственных частот резонатора в трубе 2 образуются стоячие волны, когда фазы давлений встречных и отраженных волн совпадают по всей длине трубы 2 {фиг.2).

При этомпосерединетрубы 2, где уста— новлены датчики 10 давления (точка Q на фиг. 2), всегда образуется пучность давления, а энергия стоячих волн циркулирует внутри замкнутого контура, образованного симметричной петлей трубы 2 и столба

m езоэлектрического возбудителя 7. В целом система пьезоэлектрический возбудиРаг. 2

Составитель И. Невский

Редактор Л. Гратипло Техред Л.Пекарь Корректор Г. <-" ар

Заказ 5201/43 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

10306 тель-резонатор приближается к консервативной, поскольку пьезоэлектрический возбудитель 7 не имеет жесткого акустического контакта с основанием 1.

Вследствие этого потери мошности из системы возбудитель-резонатор малы по сравнению с известными гидропульсаторами, что позволяет при той же амплитуде пульсации давления снизить мошность, под-!О воднмую к пьезоэлектрическому возбудителю не менее, чем в 10 раз и, наоборот, при той же максимально допустимой подводимой мошности к пьезоэлектрическому

86 4 возбудителю расширить диапазон амплитуд пульсации давления.

Благодаря независимости силы сжатия столба пьезоэлектрического возбудителя от давления в трубе нормализуется работа пьезоэлектрического возбудителя и коэффициент передачи от возбудителя к резонатору, что стабилизирует диапазон возбуждаемых амплитуд пульсации давления независимо от среднего значения давления в трубе, что совокупно с относительно малой акустической связью пьезоэлектрического возбудителя с основанием улучшает равномерность амплитудно-частотной характеристики.