SU1746299A1 - Пьезоакустический датчик - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано в измерительной акустической аппаратуре, работающей в газовой среде, содержащей насыщенные пары жидкости. Цель изобретени  - расширение области применени . Датчик снабжен демпфером, укрепленным на нерабочей поверхности пьезоэлемента и охватывающим его торцовую поверхность, и цилиндрическим корпусом, в котором размещены пьезоэлемент и демпфер. Ловушка выполнена в виде полого усеченного конуса с утончающейс  к периферии толщиной стенок , по периметру которой выполнены клиновидные вырезы к малому основанию, которое обращено к рабочей поверхности пьезоэлемента. Ловушка жестко установлена на корпусе, а диаметр корпуса равен диаметру малого основани  конуса ловушки . 1 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к области неразрушающего контрол , в частности к ультразвуковому измерению рассто ни , и может быть использовано в измерительной акустической аппаратуре, работающей в газовой среде, содержащей насыщенные пары жидкости.

Известен пьезоакустический датчик, состо щий из пьезокристалла, демпфирующей накладки из резины или пористого материала, тонкостенного металлического цилиндрического корпуса и токосьемной пластины. Излучатель приклеен токопрово- д щим клеем к корпусу.

Недостатком датчика  вл етс  невозможность непосредственного использовани  в газовой или жидкой среде с высоким давлением.

Известен пьезоакустический датчик во взрывобезопасном исполнении. Пьезопластина залита в эпоксидную смо/iy, образующую капсулу. Капсула прижимаетс  ко дну стального корпуса пружиной.

Недостатком известного устройства  вл етс  сложность изготовлени  корпуса, толщина дна которого должна равн тьс  кратному числу полуволн, распростран ющихс  в материале корпуса.

При работе такого датчика в газоврй среде с насыщенными парами жидкости конденсирующа с  по поверхности датчика жидкость нарушает соотношение оптимального согласовани  толщины стенки дна с длиной излучаемой волны, качество работы датчика ухудшаетс .

При достаточно длительной конденсации жидкости начинаетс  сильна  утечка акустической волны на корпус датчика, шунтирование , и при рёботе датчика в режиме приемопередатчика тер ет свойства прием2

О

ю о ю

ника из-за распространени  волны вдоль корпуса датчика на корпус устройства, в котором крепитс  датчик.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  путем обеспечени  возможности работы в газовой среде с высоким давлением и содержанием насыщенных паров жидкости.

Указанна  цель достигаетс  тем, что пьезоакустическйй датчик, содержащий пьезоэлемент и конусообразную ловушку, обращенную к нему своим основанием, снабжен демпфером, укрепленным на нерабочей поверхности пьезоэлемента и охватывающем его торцовую поверхность цилиндрическим корпусом, в котором размещены пьезоэлемент и демпфер, а ловушка выполнена в виде полого усеченного конуса с утончающейс  к периферии толщиной стенок, по периметру которой выполнены клиновые вырезы к малому основанию, которое обращено к рабочей поверхности пьезоэлемента, ловушка жестко установлена на корпусе, а диаметр корпуса равен диаметру малого основани  конуса ловушки .

На чертеже представлена конструкци  предлагаемого пьезоакустического датчика .

Датчик состоит из пьезоэлемента 1 с выводами 2, полиуретанового корпуса 3, выполненного с конической воронкой 4, демпфера 5. Излучающа  поверхность 6 находитс  в центре воронки.

Датчик работает следующим образом .

Через выводы 2 на обкладки пьезоэлемента 1 подводитс  высокочастотный импульсный электрический сигнал.

Излучаемые пьезоэлементом 1 ультразвуковые волны распростран ютс  во все стороны, а именно волна, идуща  в сторону демпфера 5, гаситс  им, волна, идуща  в сторону корпуса 3, распростран етс  в нем, а волна, достигающа  плоской излучающей поверхности 6, переходит в газовую среду и распростран етс  в ней.

В случае смачивани  излучающей поверхности 6 и корпуса 3 конденсирующейс  жидкостью происходит потер  работоспособности датчика из-за улучшени  условии

распространени  ультразвуковой волны по жидкости к стенкам корпуса датчика.

Дл  обеспечени  работы датчика в приемопередающем режиме в газовой среде с

содержанием насыщенных паров жидкости в направлении бокового распределени  волны ставитс  преп тствие в виде конической воронки 4 со стенками постепенно утончающимис  от основани  к краю.

Волна, идуща  в сторону корпуса 3, распростран етс  в конической воронке 4, отража сь от стенок и преобразу сь из продольной в поперечную.

Причем при смоченном корпусе отражение от стенок воронки 4 усиливаетс , более активно происходит преобразование волн продольных в поперечные и рассеивание волны за счет расхода энергии на отражение от краев воронки 4.

Таким образом, создаетс  преп тствие дл  ухода волны по корпусу 3 на корпус устройства, где укреплен датчик, и возвращению волн, отраженных от корпуса 3 к пьезоэлементу 1.

Чтобы жидкость не застаивалась в конической воронке 4, в ее стенке по периметру выполнены клиновые вырезы.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Пьезоакустическйй датчик, содержащий пьезоэлемент и конусообразную ловушку , обращенную к нему своим основанием,отличающийс  тем,что, с целью расширени  области применени 

   путем обеспечени  возможности работы в газовой среде с высоким давлением и содержанием насыщенных паров жидкости, он снабжен демпфером, укрепленным на нерабочей поверхности пьезоэлемента и охватывающим его торцовую поверхность, и цилиндрическим корпусом, в котором размещены пьезоэлемент и демпфер, а ловушка выполнена в виде полого усеченного конуса с утончающейс  к периферии толщиной стенок, по периметру которой выполнены клиновидные вырезы к малому основанию, которое обращено к рабочей поверхности пьезоэлемента, ловушка жестко установлена на корпусе, а диаметр корпуса

   равен диаметру малого основани  конуса ловушки.