Электроакустический преобразователь

О П И -4 ;::--А :-Н И Е

И ЗОЫ Ет ЕН И Я

Союз Советских

Социалнстичесхих

Респу6лик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Загисимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 19.11.1970 (№ 1407966/18-10) М. Кл. В 06b 1/06 с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет по делам т1аобретеиий и открытий при Совете Миииотрао

GGGP

"ДК 534.232(088.8) Опубликовано 09.11.1972. Бюллетень М 7

Дата опубликования описания 27.111.1972

Авторы изобретения

А. Г. Смирновский, Л. И. т1есаков, 3. М. Шафрановская и И. Д. Шелапутин

Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения

Заявитель

ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к электроакустпчсскпм преобразователям ультразвуковой энергии, и может найти применение в уровнемерах, работающих методом локации через газовую среду для контроля у1?Овня ?кидкости и сып "(?(х тел.

Известен электроакустический преобразователь ультразвуковой энергии, содержащий вибратор, приводимый в движение пьезоэлектрическим материалом, и перфорироваип и металлический экран, расположенный перед вибратором на расстоянии, равном половине длины волны ультразвуковой энергии, которую нужно передать (или принять) .

Недостатками такого преобразователя являются узкая область его применения, так как при изменении скорости звука в сме?кной среде (например, при изменении температуры среды) меняется длина волны ультразвуковой энергии, а, следовательно, нарушается условие согласования импед;шсов, а также сужение полосы пропускания прп незначительном улучшении эффективности работы преобразователя.

Описываемый преобразователь отличается от известных тем, что в нем выполнена полость, которая образована экраном по меньшей мере с одним отверстием, корпусом и излучающей поверхностью преобразователя вмссте с отверстиями вэкрапс, прпэтом толщина экрана и его расстояние от пзлу гающей поверхности выбраны намного меньп1е длины волны пзлу 1аемой (принимаемой) ультразву5 ковой энергии нз условия резонанса этой полости.

Этп отличия позволяют расширить область применения и улучшить согласование акустических импедапсов впбратора 11 смежной сре10 ды.

1i3 фиг. 1 показана констph кцпя электроакустического преобразователя; на фпг. 2, а, б — две модпфпкацпп перфорпрова ного экрана.

15 В корпус 1, дно которого представляет собой вибратор 2, ItoateII,ett пьезоэлемент 8, выполненный, например, из пьезоэлектрического ма герпала ЦТС-19. Пьезоэлемент Л плотно присоединен к впбратору 2. Электрическая

20 связь с пьезоэлементом 3 олще,твлспа через кабель /, загерметпзп1?Ов11п1п1й в отверстии

5 корпуса 1.

Перед вибратором 2 строго параллелыю расположен перфорированный экран 6, кото25 рый выполнен пз металлического листа (но не обязательно) и имеет отверстия 7, расположенные па всей поверхности экрана б (фиг. 2).

Отверстия 7 расположены в виде сетки

3Q (фпг. 2, а), либо акспальпо — симметрично

223в48

Предмет изобретения

25

Z 9

Щ ъ 7

D !

- (,,, g ю.у и К1

Ъ г".гг„ 2

Составитель И. Гольденберг

Редактор E. Ьратиикова Текрсд Е. Борисова Корректор Л. Царькова

Заказ 661/!О Изд. ¹ 294 Тираж 448 Подписное

Ц11ИИПИ 1(омитета по делам ггзобрстеиггй и отарыr«i» при Совете Министров СССР

Москв1, ?1 -35, Раушскаи ииб., д. 4, 5

Типографии, ир. Сапунова, 2

3 (фиг. 2, б) . Перфорироваггггьгй экран 6 стко прикреплен к вибратору 2, а следовательно, и к корпусу 1 любым способом, например при помощи обоймы 8 и шайбы 9.

Электроакустический преобразователь работает следующим образом.

При подведении электрической энергии по кабелю 4 к пьезоэлементу 8 .последний ггачипает вибрировать, передавая колебания впбратору 2.

Если частота питающего паппяжепня совпадает с резонансной частотой пьезоэлемента 8, то колебания вибратора 2 будут максимальны. При этом излучаемая вибратором 2 ультразвуковая энергия попадает в полость, ограниченную вибратором 2 и перфорированным экраном б. Так как размеры элементов этой полости по направлению распространения ультразвуковой энергии выбраны значительно меньше четверти длины волны ультразвуковой энергии, то, как показывает теория (Ф. Мора «Колебания и звук», ГИЗТТД, 1949 г.), каждый элемент этой полости, содержащий одно отверстие в центре, можно представить как резонатор Гельмгольца.

При работе электроакустического преобразователя в режиме приема падающая па перфорированный экран ультразвуковая волна возбуждает резонатор, который вблизи резонанса дает значительное усиление звукового давления, воздействующего на вибратор.

Отверстия 7 в экране расположены равномерно по всей поверхности экрана, причем суммарная площадь отверстий равна трети площади пеперфорпрованпой поверхности экрана.

Электроакустический преобразователь, содержащий вибратор и экран, от.гичагоииася тем, что, с цельго расширения области приме ения и улучшения согласования акустг.ческих гг гггедаггсов вибратора и смежной среды, в пем выполнена полость, которая образована экраном по меньшей мере с одним отверстием, Т0 корпусом и излучающей поверхностью преобразователя вместе с отверстиями в экране, при этом толщина экрана и его расстояние от излучающей поверхности выбраны намного меньше длины волны излуч.-.cìîé (прггггихгае15 мой) ультразвуковой эпе:; нг из условия резонанса этой полости.