Ультразвуковой диэлектрический преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к ультразвуков вой технике и может быть использовано для измерения параметров спектра или формы акустических импульсов в твердых телах, а также акустических характеристик твердых тел. Известен ультразвуковой измерительный диэлектрический преобразователь, содержащий электрод-звукопровод, измерительный электрод, отжатый пружиной от электродазвукопровода, и винты крепления 1. Недостатком этого преобразователя является низкая чувствительность, обусловленная ограничением напряжения из-за воздушного зазора между электродами. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ультразвуковой диэлектрический преобразователь, содержащий электрод-звукопровод, измерительный электрод, размещенный между ними диэлектрический элемент, резистор и разделительный конденсатор 2 . Недостатками известного преобразователя являются низкая чувствительность и ограниченная область применения, обусловленная воздушным зазором между диэлектрическим элементом и электродами. Цель изобретения - повыщение чувствительности и расширение области применения. Эта цель достигается тем, что ультразвуковой диэлектрический преобразователь, содержащий электрод-звукопровод, измерительный электрод, размещенный между ними диэлектрический элемент, резистор и разделительный конденсатор, снабжен стаканом с отверстием в центре дна, внешняя поверхность дна выполнена по крайней мере с тремя равноудаленными один от другого по периметру дна и радиально расположенными парами выступающих упоров, на которых расположен электрод-звукопровод, стягивающими щпильками, размещенными в центрах упоров и соединяющими электродзвукопровод с дном стакана, расположенной соосно в отверстии дна стакана диэлектрической втулкой, прижимной гайкой, установленной в диэлектрической втулке с возможностью перемещения относительно последней, цилиндрической пружиной, размещенной между прижимной гайкой и измерительным электродом, размещенным внутри цилиндрической пружины токопроводящим винтом, один конец которого электрически соединен с резистором и разделительным конденсатором, а другой - с измерительным электродом, герметизирующей прокладкой, размещенной между измерительным электродом и электродом-звукопроводом, а диэлектрический элемент выполнен в виде диэлектрической пленки и слоя неэлектропроводной жидкости, который расположен на поверхности измерительного электрода. Кроме того, с целью расщирения области применения, форма поверхности измерительного электрода, соприкасающейся с диэлектрическим элементом, выполнена в виде выступа с закругленными краями. На фиг. 1 изображена принципиальная схема ультразвукового диэлектрического преобразователя; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - диэлектрический элемент, разрез. Ультразвуковой диэлектрический преобразователь содержит электрод-звукопровод 1, измерительный электрод 2, размещенный между ними диэлектрический элемент 3, состоящий из диэлектрической пленки 4 и слоя 5 неэлектропроводной жидкости, резистор 6, разделительный конденсатор 7, стакан 8, выступающие на внешней поверхности его дна упоры 9, стягивающие шпильки 10, размещенные в центрах упоров 9, расположенную в отверстии дна стакана 8 диэлектрическую втулку 11, прижимную гайку 12, установленную в диэлектрической втулке II, цилиндрическую пружину 13, размещенную между прижимной гайкой 12 и измерительным электродом 2, токопроводя щи и винт 14, один конец которого соединен с резистором 6 и разделительным конденсатором 7, а другой - с измерительным электродом 2, герметизирующую прокладку 15, размещенную между измерительным электродом 2 и электродом-звукопроводом 1. Кроме того, ультразвуковой диэлектрический преобразователь содержит крышку 16 и разъемы 17 и 18, размещенные на стакане 8. Устройство работает следующим образом. В режиме приема акустический сигнал, прошедший через электрод-звукопровод 1, заставляет колебаться внутреннюю поверхность последнего и, тем самым, менять расстояние между ни.м и измерительным электродом 2 (сжимая и разжимая диэлектрический элемент 3 пропорционально изменениям акустического сигнала при условии подачи на измерительный электрод 2 через токопроводящий винт 14, разделительный конденсатор 7 и разъем 17 напряжения поляризации). Вследствие изменения емкости преобразователя на электроде-звукопроводе 1 и измерительном электроде 2 появляется электрический сигнал той же формы и длительности, что и ультразвуковой. Этот сиг нал с измерительного электрода 2 через токопроводящий винт 14 и разделительный конденсатор 7 подается на разъем 18 и может быть в дальнейщем усилен и измерен с помощью осциллографа (не показан). В режиме излучения на измерительный электрод 2 подается электрический сигнал от источника сигналов (не показан) через разъем 18, разделительный конденсатор 7

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий электрод-звукопровод, измерительный электрод, размещенный между ними диэлектрический элемент, резистор и разделительный конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен стаканом с отверстием в центре дна, внешняя поверхность дна выполнена по крайней мере с тремя равно удаленными один от другого по периметру дна и радиально расположенными парами / rh выступающих упоров, на которых расположен электрод-звукопровод, стягивающими шпильками, размещенными в центрах упоров и соединяющими электрод-звукопровод с дном стакана, расположенной соосно в отверстии дна стакана диэлектрической втулкой, прижимной гайкой, установленной в диэлектрической втулке с возможностью перемещения относительно последней, цилиндрической пружиной, размещенной между прижимной гайкой и измерительным электродом, размещенным внутри цилиндрической пружины токопроводящим винтом, один конец которого электрически соединен с резистором и разделительным конденсатором, а другой - с измерительным элект родом, герметизирующей прокладкой, размещенной между измерительным электродом и электродом-звукопроводом, а диэлектрический элемент вьтолнен в виде диэлектрической пленки и слоя неэлектропроводной жидкости, который расположен на поверхности измерительного электрода. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, форма поверхности измерительного электрода, соприкасающейся с диэлектрическим элементом, выполнена в виде выступа с закругленными краями. 1