RU2014147401A - PIEZOELECTRIC CONVERTER - Google Patents

Abstract

1. Пьезоэлектрический преобразователь для передачи звуковой энергии в газ и приема звуковой энергии из газа, содержащий металлический корпус, имеющий цилиндрическую полость с замыкающей стенкой (мембраной) на одном конце, в которой соосно полости последовательно от мембраны размещены протектор (согласующий слой), выполненный из материала с низким акустическим импедансом, пьезоэлемент, опорное кольцо и ниппель с отверстием, а также проводники, соединяющие электроды пьезоэлемента с сигнальным кабелем или разъемом, отличающийся тем, что размеры пьезоэлемента и протектора подбираются на основании анализа математической модели методом конечных элементов из условия, чтобы частотная характеристика амплитуды электрического сигнала, регистрируемого преобразователем-приемником, имела вид уединенного доминирующего пика.2. Пьезоэлектрический преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения его виброчувствительности, т.е. повышения соотношения сигнал/шум, между его основным корпусом и ниппелем, закрепляемым в посадочном месте, вводится одна, две или больше ступенчатых переходных секций, каждая из которых представляет собой сочетание соосных отрезков трубы малого и большого диаметра, соединяющихся между собой через плоские мембраны, а отдельные секции могут быть выполнены за одно целое с основанием, либо могут соединяться с основанием и между собой сварными или клеевыми швами.1. A piezoelectric transducer for transmitting sound energy to gas and receiving sound energy from gas, comprising a metal casing having a cylindrical cavity with a closing wall (membrane) at one end, in which a tread (matching layer) made of material with low acoustic impedance, a piezoelectric element, a support ring and a nipple with a hole, as well as conductors connecting the electrodes of the piezoelectric element with a signal cable or connector, characterized in that p zmery piezoelement and protector are chosen on the basis of the mathematical model analysis using finite element method such that the frequency characteristic of the amplitude of the electrical signal recorded by the transducer-receiver, had the form of a solitary pika.2 dominant. The piezoelectric transducer according to claim 1, characterized in that, in order to reduce its vibration sensitivity, i.e. increasing the signal-to-noise ratio, between its main body and the nipple fixed in the seat, one, two or more step transition sections are introduced, each of which is a combination of coaxial pipe sections of small and large diameter, connected to each other through flat membranes, and individual sections can be made integrally with the base, or can be connected to the base and between each other with welded or glue seams.

Claims (2)

1. Пьезоэлектрический преобразователь для передачи звуковой энергии в газ и приема звуковой энергии из газа, содержащий металлический корпус, имеющий цилиндрическую полость с замыкающей стенкой (мембраной) на одном конце, в которой соосно полости последовательно от мембраны размещены протектор (согласующий слой), выполненный из материала с низким акустическим импедансом, пьезоэлемент, опорное кольцо и ниппель с отверстием, а также проводники, соединяющие электроды пьезоэлемента с сигнальным кабелем или разъемом, отличающийся тем, что размеры пьезоэлемента и протектора подбираются на основании анализа математической модели методом конечных элементов из условия, чтобы частотная характеристика амплитуды электрического сигнала, регистрируемого преобразователем-приемником, имела вид уединенного доминирующего пика.1. A piezoelectric transducer for transmitting sound energy to gas and receiving sound energy from gas, comprising a metal casing having a cylindrical cavity with a closing wall (membrane) at one end, in which a tread (matching layer) made of material with low acoustic impedance, a piezoelectric element, a support ring and a nipple with a hole, as well as conductors connecting the electrodes of the piezoelectric element with a signal cable or connector, characterized in that p zmery piezoelement and protector are chosen on the basis of the mathematical model analysis using finite element method such that the frequency characteristic of the amplitude of the electrical signal recorded by the transducer-receiver, had the form of a solitary dominant peak. 2. Пьезоэлектрический преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения его виброчувствительности, т.е. повышения соотношения сигнал/шум, между его основным корпусом и ниппелем, закрепляемым в посадочном месте, вводится одна, две или больше ступенчатых переходных секций, каждая из которых представляет собой сочетание соосных отрезков трубы малого и большого диаметра, соединяющихся между собой через плоские мембраны, а отдельные секции могут быть выполнены за одно целое с основанием, либо могут соединяться с основанием и между собой сварными или клеевыми швами. 2. The piezoelectric transducer according to claim 1, characterized in that, in order to reduce its vibration sensitivity, i.e. increasing the signal-to-noise ratio, between its main body and the nipple fixed in the seat, one, two or more step transition sections are introduced, each of which is a combination of coaxial pipe sections of small and large diameter, connected to each other through flat membranes, and individual sections can be made integrally with the base, or can be connected to the base and between each other with welded or glue seams.