Гидропульсатор Советский патент 1983 года по МПК G01L27/00 

Изобрете1ше OTHOCIWCH к технике измерег-шя быстроиеременных давлений в даапазоне звуковых частот и предназначено для использования при динамической градуировке датчиков давпешта.

Известен гидропульсатор с пьезоэлектрическйм возбудителем в виде столба пьезокерам гческих пластет установленного на масС1ШНОМ основании и сопряженного через мембрану с резонатором в виде трубы,

запапненной жидкостью 1 3Однако данному устройству свойственны потери мощности в системе возбудителЬ-резонатор, определяемые, в основном, потерями интенсивности звука в основашп, на которое опирается столб пьезокерами™ ческих гшастин, поскольку волновые сопротивления столба льЕзокерамических пластин: и массивного основания близки.

Наиболее 6.mr3K vi к изобретешпо по

тех}шческой сущности является гидрощльсатор, содерлсащий два пьезоэлектрических возбудителя, которые ошграются на массивные основашм, резонатор в виде трубы, с располо.женными в ее средней части

гнездами для датчиков давления торца1 1И,; закрытыми мембранами, соприкасаютк шся с пьезоэлектртгческнми возбудителя ffi 2 .

Однако в известном устройстве таюке, примерно, половина мощности, подводимой к пьезоэлектрическому возбудителю, рассеивается в основаниях, на которые опираются пьезоэлектрические возбудители, ПЬгло.ш.е1ше звуковой энерпш массивным основанием зависит также и от частоты вследствие акустических резонансов и рЭ™ верберации в нем, в результате чего аметш1:удно-частотная характеристика гидр nyjibcaTOpa имеет проваль и ее неравномерHoai b доходит до 70%.

Потери мощности в системе возбуд - гель-резонагор требуют непроизводительно гоуаэличениямощносгиусилигеля,от которого питается пьезоэлектрический возбудитель, вызывают вредное звуковое излучение в окружающее пространство. С другой стороны, увеличегше подвод71мой мощности с целью повышения амплитуды пульсащет давления имеет предел. С увеличением подводимой мощности столб пласттш пьезо,электрического возбудителя разогревается. Нагрев пластин снижает их: электрическуго и механическую прочность vi может привести к пробою и разрушению,

Целью изобретения является снижение потребляемой мощности и улучшение равномерности амплитудно-частотной характеристики.

Указазшай цель достигается тем, что в гидропульсаторе, содержащем резонатор в виде трубы, концы которой закрыты мембранами, а в средней части расположены гнезда для датчиков давления, а также пьезоэлектрический возбудитель колебаний, труба резонатора выполнена в виде петли, концы которой с мембранами расположены друг против друга и к пьезоэлектрт-гческому возбудителю пружинами.

На фто, 1 изображена схема гидропульсатора; на фиг. 2 - эпюра распределения давлешш стоячей воды в трубе при резонансе.

Гидропульсатор состоит из основания, резонатора-трубы. 2, вьшолненной в виде сикПу1етр1-гчной петли, концы которой герметично закреплены в корпусах 3 и 4 и закрыты мембранами 5 И б, пьезоэлектрического возбудителя 7 колебаьгай, зажатого между мембранами 5 и 6 цротиволежащими пруяшнами 8 и 9. Прулшны 8 и 9 спираются на основание 1 и торцы корпусов 3 и 4.

Посередине трубы 2 Б пучности давления (точка D на фиг. 2 )установлены датчиiw 10 давления в гнездах, на насадке 11.

Внутренняя полость трубы 2 соединена через вентиль 12 с гидропрессом 13.

Перед началом работы гидропрессом 13 создается требуемое давление в трубе 2, в результате чего, мембраны 5 и 6 деформируются, раздвигая корпуса 3 и 4 за счет сжатия пружин 8 и 9. При этом сила сл{ат1ю сталба пьезокерамических пласТ1Ш пьезоэлектрического возбудителя 7 гфактически остается независящей от создаваемого в трубе 2 давления благодаря относительно малой жесткости пружин 8 и 9,

При подаче переменного напря ке гая на ньезоэлектри:ческий возбудитель коле, баш-ш его торцов передакугся через мембраны S и 6 лшдкости в трубе 2 си1нхронно с противоположных концов трубы 2, возбуждая встречные волны звуковой частоты. При настройке в резонанс на одну из собственных частот резонатора в трубе 2 образуются стоячие волны, когда фазы давлений встречных и отраже1-шых волн совпадают по всей дл1ше трубы 2 {фиг.2) При этом посередине трубы 2 , где устаноапены датчики 10 давления (точка D на ф1-1г. 2), всегда образуется пучность давления, а энергия стоячих волн циркулкрует внутри замкнутого контура, образованного симметричной петлей трубы 2 и столба пьезоэлектрического возбудителя 7. В целом система пьезоэлектрический возбудитепь-резонатор приближается к консервативной, поскольку пьезоэлектрический возбудитель 7 не имеет жесткого акустического контакта с основанием 1,

Вследствие этого потери мощности из системы возбудитель-резонатор малы по сравнению с известными гидропульсаторами, что позволяет при той же амплитуде пульсации давления снизить мощность, подводимую к пьезоэлектрическому возбудителю не менее, чем в 10 раз и, наоборот при той же максимально допустимой подводимой мощности к пьезоэлектрическому

возбудителю расширить диапазон амготнтуд пульсации давления.

Благодаря независимости силы сжатия столба пьезоэлектрического возбушггеля от давления в трубе нормализуется работа пьезоэлектрического возбудителя и коэффициент передачи от возбудителя к резонатору, что стабилизирует диапазон возбуждаемых амплитуд пульсации давления независимо от среднего значения давления в трубе, что совокупно с относительно малой акустической связью пьезоэлектрического воабудителя с основанием улучшает равномерность амплитудно-частотной характеристики.

гаДРОПУЛЬСАТОР, содержащий резонатор в виде трубы, кошхы которой закрыты мембранами, а в средней части расположены гнезда для датчиков давления, и пьезоэлектрический возбудитель колебаний, отличающийся тем, что, с цепью снижения потребляемой мощности и улучшения равномерности амплитудно-частотной характеристики, в нем Труба резонатора выполнена в виде петли, концы которой с мембранами расположены орут против друга и поджаты к пьезо электрическому возбуаителю пружинами. V fe a 00 iO5 V . Pug.l

Б ,Р

Vuz.2