Компонентный пьезоэлектрический датчик

ОЗ

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ьоо)озиатт о„-.гх ).) и ч)= )о!-) т) н цо ) еи) «) ) тх : в

Зависимое от авт, свидетельства J¹

Заявлено 01.XI.1966 (№ 1111581/26-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 06.11.1968. Бюллетень № 6

1/06

Нотеитет по делате иаобретвиий и открытий при Совете Министров

СССР

537.228.1.08:654. .147.2/.3 (088.8) Дата опубликования описания 26.III.1968

Авторы изобретения

В. Г. Грацинский и Л. И. Боканенко

Институт физики Земли Академии наук СССР

Заявитель

КОМПОНЕНТНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

Известные компонентные пьезоэлектрические датчики для измерения компонент звукового поля в звуковом и ультразвуковом диапазоне частот содержат держатель, систему склеенных пьезопластин и регистрирую- щее устройство.

Однако они рассчитаны на работу в режиме только одного типа деформации, например, деформации сжатия-растяжения, деформации сдвига, изгиба или кручения. Поэтому каждый из таких датчиков при неизменном положении пьезоэлемента относительно системы наблюдений позволяет регистрировать только одну из трех взаимно перпендикулярных компонент волнового поля. Необходимость регистрации нескольких компонент заставляет изменять положение датчиков относительно среды или применять различные типы датчиков, что приводит к потере идентичности условий установки и сии>кению точности измерений.

Описываемый датчик предназначен для исследования упругих процессов в различных областях, где необходимо изучение нескольких компонент поля смещений, например, при ультразвуковой дефектоскопии, при измерении скоростей продольных и поперечных воли в образцах металлов, сплавов, горных пород, минералов, при ультразвуковом моделировании сейсмических процессов, при ультразвуковом каротаже скважин и т. д., и, кроме того, повысить точность измерений.

Особенность датчика заключается в том, что в нем пластины электрически изолированы, а их обкладки подключены к регистрирующему устройству через сумматор, где пьезопластины соединены последовательно в фазе на один вход регистратора и в противофазе— на другой.

10 На чертеже схематически изображен компонентный датчик, предназначенный для возбуждения или регистрации двух компонент.

Компонентный датчик состоит из двух пьезопластин 1 и 2, склеенных в одну систему и

15 закрепленных в держателе 8, Пластины выполнены, например, из сегнетовой соли, пьезокерамики, титаната бария, цирконата-титаната свинца и изолированы одна от другой тонким слоем электроизолятора 4, например, 20 полиэтиленовой пленкой или слоем электроизолирующего клея. Таким образом, обкладки б, б, 7, 8 пьезопластин оказываются электрически изолированными между собой и допускают различные варианты их соединения.

25 При деформации датчика на обкладках пьезопластин возникают электрические заряды.

Обкладки пьезопластин подключаются к регистрирующему устройству 9, например двухлучевому осциллографу, через сумматор

30 10, который выдает сумму и разность элект210503

7

Составитель В. М. Карбачинский

Техред T. П. Курилко Корректоры: В. В. Крылова и Т. Д. Чунаева

Редактор П. Шлайн

Заказ 504/! Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 рических сигналов, снимаемых с каждой пластины, посредством последовательного их включения в фазе или в противофазе. При этом к одному входу 11 регистратора 9 будет приложен электрический сигнал, вызванный деформацией изгиба (деформация сжатия компенсируется), на другом входе 12 — деформация сжатия (деформация изгиба компенсируется). Сумматор может быть выполнен, например, в виде двух усилителей с трансформаторными выходами, входы которых подключены к каждой пьезопластине. а выходные обмотки включены в фазе и противофазе.

При добавлении к этой системе пластин аналогичной системы, ориентированной в перпендикулярном направлении, датчик дает возможность регистрировать три компоненты поля смещений.

С увеличением числа пластин в системе будет увеличиваться чувствительность приема и мощность излучения компонентного пьезоэлектрического датчика.

Предмет изобретения

Компонентный пьезоэлектрический датчик для измерения компонент звукового поля в звуковом и ультразвуковом диапазонах часN тот, содержащий держатель, систему склеенных пьезопластин и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности и одновременной регистрации нескольких типов деформаций одним датчи15 ком, в нем пьезопластины электрически изолированы, а их обкладки подключены к регистрирующему устройству через сумматор, где пьезопластины соединены последовательно в фазе на один вход регистратора, и в про20 тивофазе — на другой.