Акустический пьезопреобразователь для жидких сред Советский патент 1988 года по МПК G01N29/02 G01F1/66 

со со o

4

СО

Изобретение отноеитсн к контрольно- и:шерите;1ЬН()й технике и может быть использовано при измерении расхода жидкости ультразвуковым методом.

Целью изобретения является повышение гюмехоза1ции1енности преобразователя за счет уве;1ичения эффективности его демпфирования.

На чертеже с.хематично изображен акустический пьезопре{.)б)азовагель для жидких сред.

Преобразовате.:11 содержит корпус 1 и установ. 1енные в нем пьезо , 1емент 2, демпфер 3 и размен1енн1)Й на его боковых поверхностях звукопоглотитель 4. Между зву- копоглотителем 4 и стенками корпуса I установлена втулка 5 из изоляционного материала, обеснечиваюнитя г)лектрическое разде.че- ние демпфера .3 и корпуса 1.

Кроме того, демпфер 3 выполнен в виде последовательно установленных по оси преобразователя п ма|-нитных (например, из феррита бария). /1овуп1ки обращены одна к другой противоположными полюсами и акустически связаны контактной смазкой. Они имеют сквозные отверстия для вывода проводника от пьезоэлемента 2 к высокочастотному )азьему 6.

Геометрнческие раз.меры ма|-питных ловушек демпфера 3 выбирают в зависимости от размеров иьезоэ,:1емента 2, частоты и нротяжепности зоны Френеля. Если ее протяженность мала, го магнитную ловун1ку выполняют в форме усс чеппого конуса, достаточная для практики степень затухания в котором выбирается при отнон1ении диаметра основания к высоте 1:1,5. Если же протяженность зоны Фрепе.чя велика, магнитную ловун1ку выполняют профилированной, т. е. часть лову1ики, 11римыкаюн1ая к ньезоэле- менту 2, изготавливается цилиндрической, а противоположная часть - в виде усеченного конуса.

Торец корпуса 1 вместе с прикрепленными к нему с номоп1ью токопроводяще- го клея пьезоулемента 2 и первой магнитной л() представляет собой неразборный узел и является С1 емным.

Акустический пьезопреобразователь для жидких сред работает следуюп.1им образом.

При подаче рабочего импульса на пьезо- элемент 2 ультразвуковые колебания излучаются в контролируемую жидкость. Энергия импульса, распространяющегося от тыльной поверхности пьезоэлемента 2, беспрепятственно проходит в демпфер 3 и затухает в нем, поскольку демпфер 3 выполнен в виде ловушек конической формы из

материала с акустическим сопротивлением, близким акустическому сопротивлению нье- зоэлемента 2. В результате происходит гашение паразитных импульсов, создающих сравнимые по амплитуде с полезными сиг- палами акустические помехи.

Импульсы, проц1едп1ие боковую поверхность демпфера 3, попадают в звукопоглотитель 4, где полностью поглощаются. Для более эффективного демпфирования помех, возникающих из-за переотражения импульr сов на границе демпфер 3 - звукопоглотитель 4, последний также выполняют из материала с близким акустическим сопротивлением материалу демпфера 3.

За счет выполнения ловущек демпфера 3 магнитными, обращенными одна к другой

0 противоположными полюсами, обеспечивается их прижатие и, следовательно, надежный акустический контакт между ними. Набирая пакет демпфера 3 из магнитных конических ловущек, добиваются требуемых условий демпфирования. Так, при увеличении длины демпфера обеспечивается вывод паразитных импульсов за пределы выборки временного селекюра (не показан) расходомера, а применяя разнодлинные демпферы, отличающиеся на четвертьволновую толщину

Q ловушки, снижают акустическое усиление паразитных сигналов.

Таким образом, при использовании акустического пьезопреобразователя расходомера повышается эффективность демпфирования путем снижения уровня щумов.

Формула изобретения

Акустический пьезопреобразователь для жидких сред, содержащий корпус и установленные в нем пьезоэлемент, демпфер и

0 звукопоглотитель, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, демпфер выполнен в виде последовательно установленных по оси преобразователя п магнитных конических ловушек, обращенных

с одна к другой противоположными полюсами, звукопоглотитель размещен на боковых поверхностях демпфера, а между звукопогло- тителем и стенками корпуса установлена втулка из изоляционного материала.

5

Изобретение относится к контрольно измерительной технике и может быть исио.мь- зовано при измерении расхода жидкости ультразвуковым методом. Целью изопроте- ния является повышение номехозапинценнос- ти преобразователя за счет увеличения эффективности его демпфирования. Прикрепленный к ньезоэлементу 2 демпфер 3 выно.ч- нен в виде последовательно устаног ленных по оси преобразователя п магнитных конических лову1иек, обращенных одна к другой противоположными полюсами для надежно1Ч) акустического контакта между ними н снижения уровня помех. Лля уменьшения нере- отражений звуконоглотитель 4 размешен ни боковых новерхностях демпфера 3. 1 M.I. (Л