Пьезодатчик волноводного типа Советский патент 1993 года по МПК G01N29/22 

Изобретение относится к измерению и служит- для акустических и термических исследований процесса кристаллизации, в час- тности для определения акустической эмиссии при кристаллизации с одновременным получением термограмм затвердевание.

Известен преобразователь, конструкция которого состоит из двух основных элементов преобразователя и усилительной го/ овки, сочленяющихся в рабочем состоя- ни/1 с помощью резьбового соединения. Преобразователь содержит звукопровод, пьезоэлемент. Звукопровод выполнен из прутка определенного диаметра, переходящего в конус.

Известна конструкция пьезопреобразо- вателя для приема сигналов акустической эмиссии, содержащего цилиндрический волновод, пьезоэлемент в виде диска, расположенный на одном торце волновода, защитный корпус-экран, элемент крепления корпуса к волноводу, опору в виде тела вращения с диаметром меньшим диаметра волновода.

Недостатком известной конструкции является узкая область ее применения из-за невозможности одновременного измерения температуры и акустического сигнала в исследуемой точке объекта, необходимых для контролирования процесса кристаллизации металлов и сплавов. Кроме того, отсутствует возможность регулирования.

VI о со со

СЬ

00

частотного диапазона пьезопреобразовате- ля. .

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Цель достигается тем, что пьезодатчик волноводного типа, содержащий волновод, пьезоэлемент, расположенный на одном торце волновода, защитный кожух, изолирующую втулку, центрирующий цанговый зажим, согласно изобретению, снабжен винтовой пружиной, соединенной одним концом с токосъемником, а другим с изолирующей втулкой, которая связана через резьбовое соединение с корпусом цангового зажима, а волновод выполнен в виде трубки, внутри которой размещена термопара, при этом пьезоэлемент размещен между торцом волновода и токосъемником, а в качестве волновода используют керамический кожух термопары..:

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной и смежных областях техники не позволило выявить использование керамического кожуха термопары в качестве волновода. Измерение температуры при помощи термопары широко известно, но использование ее в данном техническом решении в комплексе с пьезоэлементом для измерения акустических параметров акустических сигналов при кристаллизации расплавов и измерения температуры одновременно в исследуемой точке расплава дает положительный эффект и обеспечивает новое свойство. ..

Также широко известно крепление пьезоэлемента к торцу волновода при помощи пружины, но в предлагаемом решении регулируют степень поджатия пьезоэлемента к торцу волновода, обеспечивая тем самым возможность регулирования частотного диапазона.

Совокупность отличительных признаков придает предлагаемому устройству расширенные функциональные возможности при его эксплуатации.

На чертеже предоставлено устройство, фронтальный разрез.

Пьезодатчик волноводного типа содержит волновод 1, выполненный в виде трубки, в которой размещена термопара 2,

пьезоэлемент 3, расположенный на одном торце волновода 1, защитный кожух 4, изолирующую втулку 5, которая связана резьбовым соединением с корпусом цангового зажима 6, винтовую пружину 7, соединенную одним концом с токосъемником 8, а другим с изолирующей втулкой 5, центрирующий элемент 9, выполненный из набора шайб вакуумной резины, гайку 10, крепящую волновод 1 к корпусу цангового зажима

6. Пьезоэлемент 3 контактирует с торцом волновода 1 через слой контактной смазки 11.

Пьезодатчик работает следующим образом.

Волновод 1 погружают в исследуемый расплавленный металл. При помощи термопары 2 измеряют температуру в исследуемой точке, а акустические сигналы, сопровождающие процесс кристаллизации,

возбуждают в волноводе 1 механические колебания, которые через слой контактной смазки 11 воздействуют на пьезоэлемент 3. Резьбовое соединение между изолирующей втулкой 5 и корпусом цангового зажима 6

обеспечивает регулирование степени поджатия пьезоэлемента 3 к торцу волновода 1 винтовой пружиной 7, т. е. достигается регулирование частотного диапазона. С увеличением степени поджатия увеличивается

резонансная частота механической системы (волновод-пьезоэлемент) расширяется частотный диапазон.

Формула изобретения ...

концом с токосъемником, а другим - с изолирующей втулкой, которая связана через резьбовое соединение с корпусом цангового зажима, а волновод выполнен в виде трубки, внутри которой размещена термопара, при этом пьезоэлемент размещен между торцом волновода и токосъемником, 2. Пьезодатчик по п. 1, отличающийся тем, что в качестве волновода используют керамический кожух термопары.