ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1972 года по МПК B06B1/06 

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к электроакустическим преобразователям ультразвуковой энергии, и может найти применение в уровнемерах, работающих методом локации через газовую ереду, для контроля уровня жидкости и сыпучих тел.

Известен электроакустический преобразователь ультразвуковой энергии, содержащий вибратор, приводимый в движение пьезоэлектрнческим материалом, и перфорированный металлический экран, расноложенный перед вибратором на расстоянии, равном половине длины волны ультразвуковой энергии, которую Нужно передать (или принять).

Недостатками такого преобразователя являются узкая область его применення, так как при изменении скорости звука в смежной среде (нанример, при изменении температуры среды) меняется длина волны ультразвуковой энергии, а, следовательно, нарушается условие согласования имнедансов, а также сужение полосы пропускания при иезиачительном улучщении эффективиости работы преобразователя.

сте с отверстнями вэкрапе, нри этом толщина экрана и его расстояние от пзлучаюи1ей поверхности выбраны намного меньпте длины волны излучаемой (принимаемой) ультразвуковой энергии из условия резонанса этой полости.

Эти отличия позволяют расширить область применения н улучшить согласование акустических импедансов внбратора п смеж1 ой среды.

На фиг. 1 показана конструкция электроакустического преобразователя; на фиг. 2, а, б - две модификации нерфорнрованного экрана.

В корпус 1, дно которого представляет собой вибратор 2, помещен ньезоэлемент 3, выполпенпый, нанример, нз пьезоэлектрического материала ЦТС-19. Пьезоэлемент 3 плотно прпсоедииен к вибратору 2. Электрическая связь с пьезоэлемеитом 3 осуществлена через кабель 4, загерметизированный в отверстии 5 корнуса 1.

Неред вибратором 2 строго нараллельио расноложен перфорированный экран 6, который вынолиеи из металлического листа (но не обязательно) и имеет отверстия 7, расположенные на всей поверхности экраиа 6 (фиг. 2).

(фиг. 2, б). Перфорированный экран 6 жестко прикреплен к вибратору 2, а следовательно, и к корпусу У любым способом, например при помощи обоймы 8 н шайбы 9.

Электроакустический преобразователь работает следующим образом.

При подведении электрической энергии но кабелю 4 к пьезоэлементу 3 лоследиий начинает вибрировать, передавая колебаиия вибратору 2.

Если частота питающего напряжения совпадает с резонансной частотой пьезоэлемепта 5, то колебания вибратора 2 будут максимальны. При этом излучаемая вибраторо.м 2 ультразвуковая энергия попадает в полость, ограниченную вибратором 2 н перфорированным экраном 6. Так как размеры элементов этой полости по направлению распространения ультразвуковой энергии выбраны значительно меньще четверти длины волны ультразвуковой энергии, то, как показывает теория (Ф. Мора «Колебания и звук, ГИЗТТД, 1949 г.), каждый элемент этой .полости, содержащий од«о отверстие в центре, можно представить как резонатор Гельмгольца.

При работе электроакустического преобразователя в режиме приема падающая на перфорированный экран ультразвуковая волна возбуждает резонатор, который вблизи резонанса дает значительное усиление звукового давления, воздействующего на вибратор.

Отверстия 7 в экране расположеиы равномерно по всей поверлчюсти экрана, причем суммарная площадь отверстнй равна трети площадн пеперфорнрованной поверхпостн экрана.

/ О Ф- -ф-

f;

VG- ®У

П р е д, м ет изобретения

Электроакустический нреобразователь, содержащий вибратор и экран, отличающийся тем, что, с целью расширения области нрименення и улучшения согласования акуст1 ческих имиедансов вибратора и смежиой среды, в нем выполнена нолость, которая образована экраном но меньшей мере с одним отверстием,

корпусом и излучающей новерхпостью преобразователя вместе с отверстиями в экране, при этом толщина экрана и его расстояиие от излучающей поверхности выбраны намного мепьше длины волны излучаемой (нринимаемой) ультразвуковой энер1-ин из условия резонанса этой иолости.

2 9

Риг.1

-6 fi

VLIU i