Ультразвуковой преобразователь Советский патент 1991 года по МПК B06B1/06 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, при измерении расходов ультразвуковым методом

Целью изобретения является повышение надежности при высоких температурах.

На фиг. 1 показан преобразователь, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Преобразователь содержит корпус 1, в котором соосно расположены пьезоэлемент 2, рабочая и тыльная поверхности которого связаны с помощью промежуточных клеевых слоев 3 с протектором 4 и демпфером 5 соответственно, пружину 6, прижатую к демпферу 5 крышкой корпуса 7, изоляционную втулку 8, расположенную коак- сиально корпусу 1 и прилегающую к его внутренней поверхности, высокочастотный разъем 9, обеспечивающий подвод электрического напряжения к электродам пьезоэлемента.

Гальваническая связь рабочей поверхности пьезоэлемента 2 с металлическим протектором 4 осуществляется с помощью выступов (уток) тканой металлической сетки, толщина которой равна толщине промежуточного клеевого слоя (фиг. 2). Протектор может быть выполнен как одно целое с корпусом преобразователя (сварное соединение) или соединен с ним посредством резьбы Электрическая связь электрода тыльной поверхности пьезоэлемента 2 и высокочастотного разъема 9 осуществляется через тканую металлическую сетку, установленную в промежуточном клеевом слое 4, прилегающем к тыльной поверхности пьезоэлемента. Демпфер может быть выполнен металлическим и неметаллическим. Полученный таким образом твердый акустический контакт требует поджима соединения элементов преобразователя, что осуществляется с помощью пружины 6 и крышкой корпуса 7

С5

оо

о

00 СП

ОЭ

при давлении 15-50 кг/см2 для исключения в дальнейшем возможных расслоений. Изоляционная втулка 8 предназначена для изоляции тканой металлической сетки от корпуса 1 преобразователя при выступании ее по наружному периметру, а также в случае применения металлического демпфера. Промежуточные клеевые слои представляют собой силикатную композицию.

Предлагаемый преобразователь выполнен следующим образом.

Защитный стакан, образованный соединением корпуса 1 и протектора 4 с помощью сварки, выполнен из титана марки ВТЗ-1, термический коэффициент линейного расширения которого составляет 9 10е .

Клеевая композиция (цементная связка) выполнена из алюмосиликатного связующего и порошка феррита бария в качестве наполнителя. Термический коэффициент линейного расширения цемента составляет (10-14)«106 . Термический коэффициент линейного расширения пьезокерамики, например ЦТС-26, составляет (4,5- 7,5)40 6 .

Данный коэффициент для тканой металлической сетки, например стальной никелевой, составляет 7,9106 град Г Диаметр проволоки выбран равным 0,6-0,7 мм при выборе четвертьволновой толщины промежуточных клеевых слоев на резонансной частоте преобразователя 1,5 МГц.

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче рабочего импульса на льезо- элемент 2 звуковая волна через промежуточный клеевой слой 3 и протектор 4 уходит в контролируемую среду. С тыльной стороны пьезоэлемента 2 звуковая волна, проходя через промежуточный клеевой слой 3, при

нимается демпфером 5, где гасится. На границах пьезоэлемент - промежуточный клеевой слой - протектор и пьезоэлемент - промежуточный клеевой слой - демпфер отражения .будут незначительны, так как им- педансы металлической сетки близки к импедансу пьезокерамики. Осуществление твердого акустического контакта с помощью клеевой композиции, армированной металлической сеткой, обеспечивает стойкость соединения элементов преобразователя к циклическим перепадам температур, так как промежуточный клеевой слой, пьезоэлемент и протектор имеют термические коэффициенты линейного расширения одного порядка.

Формула изобретения

Ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус и расположенные в нем соосно пьезоэлемент, демпфер, протектор, пружину, изоляционную втулку, высокочастотный разъем, причем протектор и демпфер через промежуточные клеевые слои связаны с рабочей и тыльной сторонами пьезоэлемента соответственно, изоляционная втулка

контактирует с внутренней поверхностью корпуса, а пружина расположена между демпфером и подвижной крышкой корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при высоких температурах, промежуточные клеевые слои выполнены в виде

силикатной клеевой композиции, а между поверхностями пьезоэлемента и обращенными к ним поверхностями демпфера и протектора установлены тканые металлические сетки, толщины которых равны толщинам промежуточных клеевых слоев, расположенных соотвественно между поверхностями демпфера, пьезоэлемента и протектора.

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике. Цель изобретения - повышение надежности при высоких температурах Преобразователь содержит корпус 1, пьезоэлемент 2, рабочая и тыльная поверхности которого связаны с помощью промежуточных клеевых слоев 3 с протектором 4 и демпфером 5 соответственно. Пружина 6 прижата к демпферу крышкой корпуса 7. Изоляционная втулка 8 контактирует с внутренней поверхностью корпуса. Высокочастотный разъем 9 и все перечисленные выше элементы расположены в корпусе соосно. Гальваническая связь поверхностей пьезоэлемента с демпфером и протектором осуществляется посредством металлических тканых сеток, толщина которых равна толщине соответствующих промежуточных клеевых слоев, представляющих собой силикатную композицию. При запитке пьезоэлемента 2 его колебания передаются через протектор в контролируемую среду. 2 ил. Ј

1

Фие.1

А-А

i

фиг. г