Ультразвуковой датчик перемещения Советский патент 1988 года по МПК G01B17/00 

Изобретение относится к измери- тельной технике и может быть использовано для измерения перемещений объ ектов и расстояния до них. Цель изобретения - Повьппение чувствительности ультразвукового датчика перемещения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема ультразвукового датчика :перемещения; на фиг. 2 - излучатель или при.емник, имеющие одинаковую структуру.

Ультразвуковой датчик перемещения I состоит из генератора 1 и соединенно го с ним излучателя 2, приемника 3 и соединенного с ним измерителя 4.

Излучатель 2 (приемник 3) состоит из звукопровода 5, выполненного из никелевой проволоки, на котором расположена обмотка 6, состоящая из нескольких секций. Витки соседних секций включены встречно, а профиль обмотки 6 выполнен по синусоидальному закону. На концах взукопровода 5 помещены демпферы.7. Кроме того, один из концов звукопровода 5 жестко закреплен в корпусе 8 датчика. Работа в линейной части выходной характеристики обеспечивается постоянным магнитом 9.

Ультразвуковой датчик перемещения работает следующим образом.

Генератор I формирует зондирующий сигнал, которьй преобразуется излуча телем 2 в ультразвуковую волну. Волна отражается от объекта и попадает на приемник 3, к выходу кото рого подключен измеритель 4, осуществляю щий измерение того параметра отраженного сигнала, в котором заложена информация о расстоянии до объекта.

Для получения максимальной чувствительности датчика длина звукопрово да 5 должна удовлетворять условию

,

где Д - длина волны ультразвуковых колебаний в среде.

15

При этом распределение электрического поля т(х) излучателя 2 или приемника 3 должно определяться выраже- с нием

m(x)moSinp x, где Шц - количество секций обмотки

при оптимальной длине звукопровода, равной 12 Л/2; 10 РО- коэффициент распространения;

OixiXj ;

- электрическая длина излучателя (приемника).

Такое распределение электрического поля обеспечивается выполнением профиля обмоток 6 по синусодиальному закону и встречному включению соседних секций обмоток.

20 Таким образом, неравномерное распределение электрического поля вдоль звукопровода обеспечивает сужение диаграммы направленности излучателя (приемника), что значительно повьша25 ет чувствительность предпагаемого датчика по сравнению с известными.

.Формула изобретения

30 Ультразв уковой датчик перемещения, содержапщй корпус, генератор, соеди- ненньш с ним излучающий магнитострик- ционный преобразователь, приемный магнитострикционный преобразователь

эг и соединенный с ним измеритель, а каждый из преобразователей состоит из звукопровода с установленными на его концах демпферами, магнита и обмотки, отличающийся тем,

40 что, с целью повышения чувствительности, каждая из обмоток выполнена из нескольких секций, витки соседних .секций включены встречно, профиль обмоток выполнен по синусоидальному

дс закону, длина з,вукопровода равна половине длины волны ультразвуковых колебаний, а один из концов звукопровода закреплен в корпусе датчика.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений объектов и расстояния до них. Целью изобретения является повышение чувствительности датчика. Цель достигается тем, что в датчике используются магнитострикционные преобразователи, каждый из которых состоит из звуко- провода, магнита и обмотки, каждая из обмоток вьтолнена из нескольких секций, ветки соседних секций включены встречно, профиль обмоток выполнен по синусоидальному закону, а длина звукопровода равна Л/2, где Л - длина волны ультразвуковых колебаний в среде. 2 ил.