Раздельно-совмещенный ультразвуковой преобразователь Советский патент 1984 года по МПК B06B1/06 G01N29/04 

1. 1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для диагностики высокотемпературных газовых потоков, а также для определения объема, занимаемого плазмой. Известен раздельно-совмещенный ультразвуковой преобразователь, содержащий два акустических волновода, расположенных под острым углом ; друг к другу, и пьезоэлементы, размещенные на расходящихся концах звуководов С 7Указанный преобразователь имеет малую точность измерения при температурах в несколько тысяч градусов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является раздельно-совмещенный ультразвуковой преобразователь, содержащий трехлучевую волноводную систему, на торцах двух расходяпшхся лучей которой размещены пьезоэлементы, третий луч является совмещенной частью волноводной системы С21. Недостатком известного преобразователя является низкая точность изме рения параметров высокотемпер-атурттых сред. Цель изобретения - повышение точности измерения параметров высокотем пературньрс сред. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе,содержаще трехлучевую волноводную систему, на торцах двух расходящихся лучей которой размещены пьезоэлементы, а третий луч является совмещенной частью волноводной системы, последняя вьтол нена в виде двух, коаксиально расположенных цилиндрических участков, каждый из которых присоединен к свободному торцу одного из расходящихся лучей, причем наружный участок изготовлен из плавкого материала, а внут ренний - из неплавкого материала. На чертеже изображен раздельносовмещенный ультразвуковой преобразователь. Преобразователь содержит два волн вода 1 и 2, расположенных под острым углом друг к другу, пьезоэлементы 3 и 4, размещенные на расходящихся кон цах волноводов 1 и 2, и совмещенную часть 5. Сходящаяся часть волноводов 1 и 2 вставлена в разъемную звукоизоляционную пробку 6.

плавкого волновода, вставленного 3 Преобразователь работает следующим образом. На излучающий пьезоэлемент 3 подаются возбуждающие электрические импульсы. Возбужденные ультразвуковые колебания от пьезоэлемента 3 распространяются по волноводу 2 и J отразившись в обратном направлении от конца совмещенной части 5, поступают на .тот же пьезоэлемент 3, работающий в приемно-передающем режиме. Преобразованные электрические сигналы поступают на измерительное устройство. Аналогично ультразвуковые колебания от пьезоэлемента 4 проходят по волноводу 1 и отраженные от конца совмещенной части 5 поступают на тот же пьезоэлемент 4. В зависимости от температуры контролируемой среды происходит изменение длины наружного плавкого волновода, т.е. конечная часть этого волновода испаряется, Уменьшение длины акустического волновода приводит к изменению формы частотного спектра ультразвуковых импульсов, отраженных от конца наружного волновода. Поскольку внутренний неплавкий волновод не меняет своей длины, то частотный спектр отраженных ультразвуковых импульсов также не меняется. Сравнение частотных спектров ультразвуковых импульсов на выходах пьезоэлементов 3 и 4 позволяет измерять температуру контролируемой среды. Разъемная конструкция преобразо вателя позволяет многократно использовать тугоплавкий волновод и размещйть на совмещенной части 5 несколько пар приемно-передающих волноводов, увеличив соответственно число волноводов 1 и 2. Сходящаяся часть преобразователя вставлена в разборную пробку 6, что позволяет предохранить на звуководах 1 и 2 пьезоэлементы 3 и 4 от перегрева, а также предохраняет от высокочастотных акустических шумов, возникающих в газовых потоках и плазме, так как пробка изготовлена из материала, обладающего демпфирующими свойствами. Таким образом, использование не311026334

в плавкий, помещенных в месте сочла- повысить точность измерения высоконения в разборнуя теплоизоляционную температурных сред (до АЭОО°С) на звукопоглощающую пробку, позволяет 12-15%.

РАЗДЕЛЬНО-СОВМЕЩЕННЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ,содержащий трехлучевую волноводйую систему, на торцах двух расходящихся лучей которой размещены пьезоэлементы, а третий луч является совмещенной частью волноводной системы, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения высокотемпературных сред, совмещенная часть системы вьтолнена в виде двух, коаксиально расположенных цилиндрических участков, каждый из Которых присоединен к свободному торцу одногр из расходящихся лучей, причем наружный участок изготовлен из плавкого материала, а внутренний - из неплавкого материала.