SU328948A1 - ELECTRICAL ACCESSORIES CONVERTER - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области приборостроени , в частности к электроакустическим преобразовател м ультразвуковой энергии, и может найти применение в уровнемерах, работающих методом локации через газовую ереду , дл  контрол  уровн  жидкости и сыпучих тел.The invention relates to the field of instrumentation, in particular to electroacoustic transducers of ultrasonic energy, and can be used in level gauges operating by the method of location through gas transfer to control the level of liquid and flowing bodies.

Известен электроакустический преобразователь ультразвуковой энергии, содержащий вибратор, приводимый в движение пьезоэлектрнческим материалом, и перфорированный металлический экран, расноложенный перед вибратором на рассто нии, равном половине длины волны ультразвуковой энергии, которую Нужно передать (или прин ть).An electroacoustic transducer of ultrasonic energy containing a vibrator driven by a piezoelectric material and a perforated metal screen located in front of the vibrator at a distance equal to half the wavelength of the ultrasonic energy to be transferred (or received) is known.

Недостатками такого преобразовател   вл ютс  узка  область его примененн , так как при изменении скорости звука в смежной среде (нанример, при изменении температуры среды) мен етс  длина волны ультразвуковой энергии, а, следовательно, нарушаетс  условие согласовани  имнедансов, а также сужение полосы пропускани  при иезиачительном улучщении эффективиости работы преобразовател .The disadvantages of such a converter are its narrow area of application, since when the speed of sound changes in the adjacent medium (for example, when the temperature of the medium changes) the ultrasonic energy wavelength changes, and consequently, the condition for matching the impedances and the narrowing of the transmission band are violated. Improving the efficiency of the converter.

сте с отверстн ми вэкрапе, нри этом толщина экрана и его рассто ние от пзлучаюи1ей поверхности выбраны намного меньпте длины волны излучаемой (принимаемой) ультразвуковой энергии из услови  резонанса этой полости .In this case, the thickness of the screen and its distance from the radiation surface are selected much less than the wavelength of the transmitted (received) ultrasonic energy due to the resonance of this cavity.

Эти отличи  позвол ют расширить область применени  н улучшить согласование акустических импедансов внбратора п смеж1 ой среды .These differences make it possible to broaden the field of application and improve the matching of the acoustic impedances of the in-oscillator and the adjacent medium.

На фиг. 1 показана конструкци  электроакустического преобразовател ; на фиг. 2, а, б - две модификации нерфорнрованного экрана.FIG. 1 shows the design of an electroacoustic transducer; in fig. 2, a, b - two modifications of the unformatted screen.

В корпус 1, дно которого представл ет собой вибратор 2, помещен ньезоэлемент 3, выполпенпый , нанример, нз пьезоэлектрического материала ЦТС-19. Пьезоэлемент 3 плотно прпсоедииен к вибратору 2. Электрическа  св зь с пьезоэлемеитом 3 осуществлена через кабель 4, загерметизированный в отверстии 5 корнуса 1.In case 1, the bottom of which is a vibrator 2, a bad element 3 is placed, which is made, for example, of a piezoelectric material PZT-19. The piezoelectric element 3 is tightly connected to the vibrator 2. The electrical connection with the piezoelectric element 3 is made through the cable 4 sealed in the hole 5 of Cornus 1.

Неред вибратором 2 строго нараллельио расноложен перфорированный экран 6, который вынолиеи из металлического листа (но не об зательно) и имеет отверсти  7, расположенные на всей поверхности экраиа 6 (фиг. 2).Without a vibrator 2, a strictly perforated screen 6, which is extruded from a metal sheet (but not necessarily) and has openings 7, located on the entire surface of screen 6 (fig. 2), is strictly narallelliot.

(фиг. 2, б). Перфорированный экран 6 жестко прикреплен к вибратору 2, а следовательно , и к корпусу У любым способом, например при помощи обоймы 8 н шайбы 9.(Fig. 2, b). The perforated screen 6 is rigidly attached to the vibrator 2 and, consequently, to the case U in any way, for example using the clip 8 and the washer 9.

Электроакустический преобразователь работает следующим образом.Electro-acoustic transducer works as follows.

При подведении электрической энергии но кабелю 4 к пьезоэлементу 3 лоследиий начинает вибрировать, передава  колебаии  вибратору 2.When the electrical energy is applied to the cable 4 to the piezoelectric element 3, the leg starts to vibrate, transmitting to the vibrator 2 by oscillation.

Если частота питающего напр жени  совпадает с резонансной частотой пьезоэлемепта 5, то колебани  вибратора 2 будут максимальны . При этом излучаема  вибраторо.м 2 ультразвукова  энерги  попадает в полость, ограниченную вибратором 2 н перфорированным экраном 6. Так как размеры элементов этой полости по направлению распространени  ультразвуковой энергии выбраны значительно меньще четверти длины волны ультразвуковой энергии, то, как показывает теори  (Ф. Мора «Колебани  и звук, ГИЗТТД, 1949 г.), каждый элемент этой .полости, содержащий од«о отверстие в центре, можно представить как резонатор Гельмгольца.If the frequency of the supply voltage coincides with the resonant frequency of piezoelemp 5, then the vibrator 2 oscillations will be maximum. At the same time, the ultrasound energy emitted by the vibrator m. 2 enters the cavity bounded by a 2 n vibrator with a perforated screen 6. Since the dimensions of the elements of this cavity in the direction of propagation of the ultrasonic energy are chosen much less than a quarter of the ultrasonic energy wavelength, the theory shows (F. Mora “The oscillations and sound, GIZTTD, 1949), each element of this cavity, containing one“ hole in the center, can be represented as a Helmholtz resonator.

При работе электроакустического преобразовател  в режиме приема падающа  на перфорированный экран ультразвукова  волна возбуждает резонатор, который вблизи резонанса дает значительное усиление звукового давлени , воздействующего на вибратор.When the electroacoustic converter is operating in the reception mode, the ultrasonic wave incident on the perforated screen excites the resonator, which near the resonance produces a significant increase in sound pressure acting on the vibrator.

Отверсти  7 в экране расположеиы равномерно по всей поверлчюсти экрана, причем суммарна  площадь отверстнй равна трети площадн пеперфорнрованной поверхпостн экрана .The holes 7 in the screen are located evenly across the entire surface of the screen, with the total area of the holes being equal to one third of the surface of the perforated surface of the screen.

/ О Ф- -ф-/ About F- -f-

f; f;

VG- ®УVG- ®Y

П р е д, м ет изобретени PRED, MET invention

Электроакустический нреобразователь, содержащий вибратор и экран, отличающийс  тем, что, с целью расширени  области нримененн  и улучшени  согласовани  акуст1 ческих имиедансов вибратора и смежиой среды, в нем выполнена нолость, котора  образована экраном но меньшей мере с одним отверстием,An electroacoustic transducer comprising a vibrator and a screen, characterized in that, in order to expand the area and improve the matching of the acoustic imidances of the vibrator and the adjacent medium, it comprises a floor, which is formed by a screen but with at least one hole,

корпусом и излучающей новерхпостью преобразовател  вместе с отверсти ми в экране, при этом толщина экрана и его рассто иие от излучающей поверхности выбраны намного мепьше длины волны излучаемой (нринимаемой ) ультразвуковой энер1-ин из услови  резонанса этой иолости.the housing and the transmitter radiating top together with the holes in the screen, while the screen thickness and its distance from the radiating surface are chosen much smaller than the wavelength of the transmitted (applied) ultrasonic energy-in from the resonance condition of this iolost.

2 92 9

Риг.1Riga.1

-6 fi-6 fi

VLIU iVLIU i