SU1702298A1

SU1702298A1 - Устройство дл приема ультразвуковых колебаний в газовой среде

Info

Publication number: SU1702298A1
Application number: SU894734560A
Authority: SU
Inventors: Александр Семенович Кицанов; Галина Григорьевна Ларионенко
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6462
Priority date: 1989-09-04
Filing date: 1989-09-04
Publication date: 1991-12-30

Abstract

Изобретение относитс к акустическому неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано в технике ультразвуковой локации и управлени объектами в газовых средах. Цель изобретени - повышение эффективности устройства дл приема ультразвуковых колебаний в газовой среде за счет обеспечени его высокой электрической помехоустойчивости и возможности выполн ть точную настройку его резонансной частоты и упрощение конструкции за счет устранени склеивани пьезоактивных частей между собой. Прошедшие в пьезоэлемент 1 УЗ колебани возбуждают на электродах 3 и 4 электрические сигналы, которые, поступа на вход усилител 7, усиливаютс и поступают на электроды 6 и 4 эсти 5 пьезоэлемента, возбужда в нем часть 2 пьезоэлемента так, что амплитуда его увеличиваетс во времени, что приводит к постепенному уменьшению во времени амплитуды отраженных от него УЗ- колебаний и свидетельствует о практически полном согласовании устройства с газовой средой. 2 ил сл с

Description

/ J

1

XI

о ю ю о

06

СЕ

Фи§ 1

Изобретение относитс к акустическому нераэрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано в технике ультразвуковой (УЗ) локации и управлени объектами в газовых средах, измерени толщины тонколистовых изделий, измерени уровн жидких и сыпучих сред в бункерах, контрол температуры воздуха, определени концентрации газовых смесей и т.д.

Цель изобретени - повышение эффективности устройства за счет обеспечени его высокой электрической помехоустойчивости и возможности выполн ть точную настройку его резонансной частоты и упрощение его конструкции за счет устранени склеивани пьезоэлементов.

На фиг. 1 представлена схема устройства дл приема ультразвуковых колебаний. Это устройство содержит пьезоэлемент 1 (выполненный в виде монолитного диска с толщиной h и диаметром d, удовлетвор ющими услови h А/2, d - А /2, где А - длина продольной или изгибной волны его диаметральных ультразвуковых колебаний), имеющий две пьезоактивные части, расположенные на тыльной торцовой поверхности (часть 2 с электродами 3 и 4 и часть 5 с электродами 6 и 4, при этом электрод 4 общий), и усилител 7 электрических сигналов с фазосдвигающей цепью. Электрод 3 подключен к входу усилител , электрод 6 - к его выходу, а электрод 4 - к земл ной клемме усилител .

На фиг. 2 представлены диаграммы входных и выходных сигналов устройства дл приема ультразвуковых колебаний в газовой среде: где а - падающие на пьезоэлемент 1 УЗ-колебани ; б - отраженные от пъезоэ- лемента 1 УЗ-колебани при включенной между част ми 2 и 5 положительной электромеханической обратной св зи; в - отраженные от пьезоэлемента 1 УЗ-колебани в отсутствие положительной электромеханической обратной св зи между част ми 2 и 5; г - усиленные усилителем 7 УЗ-колебани при включенной между част ми 2 и 5 положительной электромеханической обратной св зи; д - усиленные усилителем 7 УЗ-коле- бани в отсутствие положительной электромеханической обратной св зи между част ми 2 и 5.

Устройство работает следующим образом .

Прошедшие в пьезоэлемент 1 УЗ-колебани возбуждают на электродах 3 и 4 части 2 электрические сигналы с частотой падающих УЗ-колебаний. Эти сигналы поступают

на вход усилител 7 и после усилени поступают на электроды 6 и 4 части 5 и возбуждают в ней механические колебани Эти колебани синфазно подвозбуждают часть 2 таким образом, что амплитуда механических УЗ-колебаний пъезоэлемента постепенно во времени увеличиваетс , что приводит к такому же постепенному уменьшению во времени амплитуды отраженных от него УЗ-колебаний.

При правильном выборе коэффициента усилени усилител и параметров фазосдвигающей цепи в установившемс режиме отражение УЗ-колебаний от рабочей поверхности пъезоэлемента будет пренебрежимо мало, что свидетельствует о практически полном согласовании устройства с газовой средой, Это объ сн етс тем, что в устройство введен за счет такого усилител дополнительный генератор напр жени , компенсирующий суммарные внутренние потери, т.е. введено отрицательное сопротивление , равное сопротивлению суммарных внутренних потерь устройства. Таким

образом, на входе усилител 7 будет регистрироватьс электрический сигнал УЗ-колебаний (фиг. 2, г), много больший, чем это имело место в отсутствие св зи между выходом усилител и электродом 6 пьезоэлемента 1.

Claims

Формула изобретени Устройство дл приема ультразвуковых колебаний в газовой среде, содержащее пьезоэлемент с электродами, первый из которых заземлен, и схему согласовани электрических сопротивлений, выполненную в виде усилител электрических сигналов с фазосдвигающей цепью, выход схемы электрически соединен с вторым электродом

пьезоэлемента, отличающеес тем, что, с целью повышени эффективности устройства и упрощени его конструкции, второй электрод выполнен в виде двух электрически не св занных между собой частей , подключение выхода схемы согласовани электрических сопротивлений осуществлено к одной части электрода, а втора часть электрически св зана с входом схемы.

д шшашжуь

Фиг 2