Тензопреобразователь на поверхностных волнах Советский патент 1983 года по МПК G01H13/00 G01V1/16 

(54) ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВЛТЕЛЬ- НА ПОВЕРХНОСТНЫХ

ВОЛНАХ

Изобретение относитс.я к измерительной технике и может использоваться для измерения давления, в частности, в геофизической аппаратуре. Наиболее близким техническим решением к изобретению является тензопреобразователь на поверхностных волнах, содержащий вьтолненную в виде двух прямоугольных фусков, жестко соединенных перемычкой, пьезопластину, в средней части которой выполнена продольная шель а на одном из концов размещены излучатель и приемник поверхностных акустичес ких волн, разделенные щелью и предназначенные для включения в схему автогенератора, другой конец имеет два отражателя, расположенные симметрично под острым углом к продольной оси и обращенные торцами к ней С11 Недостаток указанного тензопреобра- зователя на поверхностных волнах состоит в том, что потери акустической энергии на ребрах наклонных отражателей не позволяет получить более высокий порог чувствительности. Это обусловлено тем, ; что при обработке торцов тонких пьезопластин и ребер толстых имеют место дефекты, поэтому конструкция пьезопластины обладает потерями на рассеяние, снижая тем самым стабильность частоты автогенератора и, как следствие,порог чувствительности тензопреобразователя. Целью изобретения является повышение порога чувствительности тензопреоб- разователя. Указанная цель достигается тем, что в тензопреобразователе на поверхностных волнах, на Конце, имеющим отражатели, выполнены периодические отражатели, размещенные между щелью и отражателями под тупым углом к продольной оси и симметрично относительно ее, а на конце за приемником и излучателем вьтолнены прямые периодические отражатели, расположенные под прямым углом к продольной оси, и все периодические отражатели представляют собой систему электродов, лредназ- наченных для подключения к внешним нагрузочным сопротивлениям. На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый тензопреобразователь; на фиг. 2 - блок-схема тензоп эеобразователя на поверхностных волнах. Тензопреобразователь на поверхностных волнах, содержит выполненную в виде двух прямоугольных брусков, жестко соединенных перемычкой, пьезопластину 1, в средней части которой вьшо/шена продольная щель 2, а на одном из концо размещены излучатель 3 и приемник 4 поверхностных акустических волн, разДеле1шые щелью 2 и предназначенные для В1слючения в схему автогенератора (на чертеже не показан), другой конец имеет два отражателя 5, 6, расположенные сим метршшо под острым углом к продольной оси и -обраще шые торцами к ней; на кон це, имеющим отраягатели 5, 6, вьшолнены периодические отражатели 8, 9, раз.мещеш1ые между щелью 2 и отражателями 5, 6 под тупым углом к продольной оси 7 и симметрично относительно ее, а на конце за приемником 4 и излучател м 3 выполнены прямые периодические отражатели 1О, расноложетшьге под прямым углом к продольной оси 7, и все периодические отражатели 8, 9, 10 .представляет собой систему электродов, предназначенных для подключения к внеш ним нагрузочным сопротивлениям 11, 12, 13. ТензопреобразоБатель работает следую щйм образом. Возбуждаемая излучателем 2, включенным в схему автогенератора, поверхностная акустическая волна распространяется вдоль пьезопластины 1, после двухкратного отражения от наклонных : периодических отражателей 8, 9 принимается приемником 4. Поверхностная деформация пьезопластины 1, вызванная мехашгческой деформацией изгиба, изменяет суммарное время задержки распрост ранения волны на участке и 2е + ъ, где L, - суммарный путь распространения волны от излучателя 3 до приемника 4; 6 - расстояние мвж,цу излучателем 3 и отражателем 8; t) - расстояние от центра отражатетеля 8 до центра отражателя 9 Вследствие этого кратность разности фаз поверхностных акустических волн на излучателе 3 и приемнике 4, равную 2JT обеспечивается изменением частоты генерации. Приращение частоты является выходньм сигналом и определяется изменением времени задержки на отрезках 26 -«-Ъ и отражателях 8, 9. Суммарное время задержки , время задержки, обусловленное фазовым сдвигом при отражении от наклонных периодических отражателей;С - скорость распространения волны. Порог чувствительности тензопреобразователя увеличивается за счет дополнительного изменения суммарного времени задержки на отражателях под действием деформации X dt(x))-b4tj,p(x)ut3Cx) Дополнительно, за счет того что коэффициент отражения периодического отраtti(N,J, раз ( М - чис- жателя больше отралсающих канавок; у - параметр, характеризующий свойства материала), возрастает добротность резонанса в акустической системе тензопреобразователя, а, следовательно, возрастает стабильность частоты схемы автогенератора и порог чувствительности тензопреобразователя. При подключении отражателей, вьшолненных в виде системы электродов, к внешним нагрузочным сопротивлениям 11, 12, 13 (реактивная, реактивно-активная или активная нагрузка), обеспечивается возможность тонкой настройки схемы автогенератора на частотурезонанса, и повысить ее стабильность, что позволяет дополнительно увеличить порог чувствительности тензопреобразователя. Формула изобретения Тензопреобразователь на поверхностных волнах, содержащий выполненную в виде двух прямоугольных усков, жестко соединенных перемычкой, пьезопластину, в средней части которой выполнена про дольная щель, а на одном из кондов раз-: мещены излучатель и приемник поверхностных акустических волн, разделенные щелью и предназначенные для включения

в схему штх генератора, другой конец имеет два отражателя, расположенных симметрично под острым углом к продошной оси и обращенных торцами к ней, отл-ичающийся тем, что, с

целью повьииения порога чувствительности, на конце, имеющим отражатели, вылоянены периодические отражатели, размешенные между щелью и отражателями под тупым углом к продольной оси и

симметрично о-шосительно ее, а на конце за приемником и излучателем выполнены прямые периодические отражатели, расположенные под прямым углом к продольной оси, и все периодические отражатели представляют собой систему электродов, предназначенных для подключения к внешним нагрузочным сопротивлениям.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

..

fO

/

.f

ff