Ультразвуковой приемный преобразователь для работы в газовой среде Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 G01N29/00 

трических сигналов, выход которого подключен к пьезоэлектрической пластине 1, обращенной в сторону приема, а вход - к пьезоэлектрической пластине 2.

Сущность изобретения сос гоит в том, что отраженные ультразвуковые колебания от приемного ультразвукового преобразователя, состоящего из двух пьезоэлектрических пластин, свя- занньк между собой, акустически и разнизанных электрически, исчезают при наличии положительной электромеханической обратной связи, реализуемой с помощью усилителя электрических сигналов с фазосдвигающей цепью, подключенного выходом к пьезоэлектрической пластине, обращенной в сторону приема, а входом к другой, при этом амплитуда колебаний рабочей грани ультразвукового, преобразователя становится практически равной амплитуде ультразвуковых колебаний в газовой среде.

10

Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом.

Падающие на него ультразвуковые колебания частично проходят в него, частично отражаются от него. Прошедшие в него УЗ-колебания возбуждают на обкладках пьезоэлектрической пластины 2 электрические сигналы с частотой падающих ультразвуковых колебаний. Эти сигналы поступают на вход усилителя 3,- содержащего фазосдви- гающую цепь. После усиления усилителем 3 эти сигналы с его выхода поступают на абкладки пьезоэлектрической пластины 1 преобразователя и возбуждают в ней механические колебания, которые синфазно подврзбуждают пьезоэлектрическую пластину 1 преобразователя так, что амплитуда его механических колебаний постепенно во времени увеличивается, что приводит к такому же постепенному уменьшению во времени амплитуды отраженных от преобразователя ультразвуковых колебаний. При правильном выборе параметров фа1460696

зодсивгающей цепи усилителя и коэффициента его усиления (выбираются известным образом в зависимости от конструктивной схемы ультразвукового преобразователя, соотношения разме- ров пьезоэлектрических пластин 1 и 2) в установившемся режиме отражение колебаний от преобразователя пренеб- -, режимо мало, что свидетельствует о практически полном согласовании преобразователя с газовой средой в режиме приема.

Предложенный УЗ приемный преобразователь для газовой среды легко реализуем. Для этого достаточно, например, склеить его из двух пьезоэлектрических пластин, на каждой из которых имеются электрические электроды, заземлитель внутренние электроды пьезоактивного элемента, а внешние электроды подключить один к входу, а другой - к выходу усилителя электрических сигналов с фазо сдвигающей цепью, выполненного известным способом, например на микросхеме с регулируемыми коэффициентом усиления (10-100) и регулируемой в небольшом диапазоне фазой выходного сигнала.

15

20

25

30

Фо рмула изобретени

Ультразвуковой приемный преобра35 зователь для работы в газовой среде, содержащий пьезоэлектрический элемент и устройство для согласования акустических сопротивлений, отличающийся тем, что, с целью

40 повьшхения чувствительности и упрощения согласования с газовой средой, пьезоэлектрический элемент вьшолнен из двух пьезоэлектрических пластин, связанных акустически и развязанных

45 электрически, а устройство для согласования акустических сопротивлений выполнено в виде усилителя электрических сигналов с фазосдвигающей цепью, выход которого подключен к од50 ной пьезоэлектрической пластине, а вход - к другой.

Фо рмула изобретени

Ультразвуковой приемный преобразователь для работы в газовой среде, содержащий пьезоэлектрический элемент и устройство для согласования акустических сопротивлений, отличающийся тем, что, с целью

повьшхения чувствительности и упрощения согласования с газовой средой, пьезоэлектрический элемент вьшолнен из двух пьезоэлектрических пластин, связанных акустически и развязанных

электрически, а устройство для согласования акустических сопротивлений выполнено в виде усилителя электрических сигналов с фазосдвигающей цепью, выход которого подключен к одной пьезоэлектрической пластине, а вход - к другой.

1 г

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов с помощью ультразвука, а именно к конструкциям ультразвуковых приемных преобразователей, и может быть использовано для бесконтактной ультразвуковой дефектоскопии крупногабаритных изделий, а также для определения расстояний до объектов в воздухе, из1 Изобретение относится к области неразрушакщего контроля материалов и изделий.с помощью ультразвука, а именно к конструкциям ультразвуковых приемных преобразователей, и может быть использдвано для бесконтактной ультразвуковой дефектоскопии крупногабаритных изделий, а также для определения расстояний до объектов в воздухе, измерения уровня жидких и сыпучих сред в бункерах, контроля нерения уровня жидких и сыпучих сред в бункерах, контроля температуры воздуха и определения концентрации газовых смесей. Цель изобретения - повышение чувствительности и упрощение процесса согласов.ания с газовой средой. Сущность изобретения состоит в том, что отраженные ультразвуковые колебания от приемного ультразвукового преобразователя, состоящего из двух частей, связанных между собой акустически и развязанных электрически, исчезают при наличии положительной электромеханической обратной связи, реализуемой с помощью усилителя электрических сигналов с фазо- сдвигающей цепью, подключенного входом к одной из частей ультразвукового преобразователя, а выходом к другой его части, при этом амплитуда колебаний рабочей грани ультразвукового преобразователя становится практически равной амплитуде ультразвуковых колебаний в газовой среде. 1 нп. (Л с 4 Од О О температуры воздуха и определения концентрации газовых смесей. Цель изобретения - повышение чувствительности и упрощение согласования с газовой средой. На чертеже представлена схема ультразвукового преобразователя. Преобразователь состоит из пьезоэлектрических пластин 1 и 2, связанных между собой акустически и развя- занных электрически, усилителя 3 элек

-

Ifliv Л1ШШШ11ШШ1Д|