Предлагаемое изобретение относится к пьезо-электрическим кристаллам, в; частности, к приспособлению для уменьшения изнашивания их и для регулирования температуры таких кристаллов.
Применение пьезо-электрических кристаллов осложняется тем обстоятельством, что резонансная частота кристалла с течением времени изменяется, вследствие постепенного изменения его толщины, являющегося результатом соприкосновения кристалла с его электродами во время вибраций. Как было установлено, это изнашивание имеет место независимо от качества изготовления кристалла и электродов. Цель настоящего изобретения - уменьшить изнашивание кристалла, и для достижения этой цели между кристаллом и электродами пропускается ток газа, препятствующий соприкосновению между кристаллом и электродами.
Для того, чтобы частота пьезо-электрического кристалла была постоянной, должна быть постоянной его температура, однако, опыт показал, что для этого недостаточно поддерживать держатель кристалла при постоянной температуре, монтируя весь держатель в большой камере, так как между кристаллом и держателем имеет место значительная тепловая изоляция и темпебратура их не всегда иодинакова, в особенности по той причине, что сам кристалл рассеивает значительное количество тепла во время вибраций. Другой целью изобретения является регулирование температуры самого кристалла, и для этой цели вокруг кристалла пропускается ток газа, температура которого регулируется. Разумеется, тот же самый ток газа может служить и для уменьшения изнашивания, и для регулирования температуры кристалла.
Быстрая вибрация кристалла даже и в газовой среде нежелательна, и устранение этого неудобства также является одной из целей изобретения, каковая цель достигается перемещением вышеуказанного тока газа посредством всасывания, с целью разрежения окружающего кристалл газа. Ради экономии и простоты можно применить в качестве циркулирующего вокруг кристалла газа воздух, но в тех случаях, когда возможна закрытая система циркуляции, можно с успехом применить водород или гелий в виду их большой теплопроводности и малой плотности.
Одной из целей изобретения является также создание требуемого всасывания без помощи специальных приспособлений с механическим приводом. Кристаллы обычно употребляются для управления передатчиками, содержащими мощные электронные лампы с водяным охлаждением и с устройством для циркуляции охлаждающей воды. Это обстоятельство используется таким образом, что вышеуказанное устройство для циркуляции воздуха соединяется с ответвлением устройства для циркуляции воды, благодаря чему напор всасывания, создаваемый током охлаждающей воды, вызывает движение воздуха вокруг кристаллов.
Изобретение поясняется детально нижеследующим описанием и прилагаемым чертежом, на котором фиг. 1 и 2 изображают два варианта изобретения.
Пьезо-электрический кристалл 2 помещен в держателе 4 (фиг. 1), состоящем из верхнего и нижнего электродов 6 и 8. Эти электроды электрически изолированы соответствующей частью 10. Как видно из чертежа, электроды относительно толсты и снабжены относительно длинными и узкими каналами 12 для впуска воздуха. Воздушный трубопровод заканчивается выпускным каналом 14, входящим в камеру, заключающую в себе кристалл между электродами.
Держатель 4 кристалла заключен в камеру 16, для увеличения давления в которой имеется вентилятор 18. Канал 14 выходит из камеры 16, и если применяется не воздух, а другой газ, он может проходить, как показано на чертеже, к радиатору 15, а оттуда обратно к вентилятору 18. Для регулирования давления имеется приспособление 20, управляющее вентилятором 18 таким образом, чтобы внутри камеры давление оставалось постоянным. Внутри камеры имеется нагревающее приспособление 22, управляемое приспособлением 24 для регулирования температуры, с целью поддержания постоянной температуры газа в камере. Конечно можно было бы применить и всасывающий вентилятор, причем в этом случае вентилятор должен быть соединен с выпускной трубой 14, а нагревающее приспособление и приспособление для регулирования температуры должны быть помещены непосредственно в каналах, по которым циркулирует воздух, как обозначено на чертеже цифрами 20 и 22.
По фиг. 2 пьезо-кристалл 2 помещен внутри держателя 4, снабженного верхним и нижним электродами 6 и 8, которые электрически изолированы втулкой 30. Как в предыдущем случае, электроды массивны и содержат относительно длинные и узкие каналы 12 для впуска воздуха. Выпускные каналы 34 расположены в теле держателя, главную часть которого составляет нижний электрод. Этот нижний электрод настолько массивен, что заключает в себе верхний электрод.
В этом случае воздух движется посредством всасывания через отвод 36, расположенный в устройстве для водяного охлаждения электронной лампы 40, составляющей часть генератора, усилителя или передатчика, частота которого определяется (стабилизируется) кристаллом.
В этом варианте можно обойтись без камеры, окружающей держатель кристалла, и с этой целью выпускные каналы 12 сделаны достаточно длинными и узкими, так что они служат не только для уменьшения давления в камере кристалла, но и способствуют тому, чтобы температура воздуха, достигающего камеры кристалла, сделалась равной температуре электродов.
При таком устройстве можно поддерживать температуру кристалла постоянной, поддерживая постоянную температуру держателя, и можно не опасаться тепловой изоляции между кристаллом и держателем, нарушающей регулирование температуры.
Держатель кристалла нагревается посредством катушки 42 из проволоки сопротивления, показанной в разрезе и питаемой от соответственного источника 44 нагревающего тока при замыкании цепи помощью реле 46. В свою очередь реле приводится действие от электрической цепи, замыкаемой и размыкаемой сигнальным термометром 48. Резервуар термометра состоит из полого цилиндра 50, помещающегося в теле держателя 4, или же жидкость может находиться в непосредственном соприкосновении с телом держателя.
На случай перегрева, следовательно выливания жидкости, предусмотрен баллон 52. При повышении температуры держателя жидкость, например, ртуть, в цилиндре 50 расширяется, поднимается в трубку 48 и, придя в соприкосновение с электродом 54, приводит в действие реле 46, размыкающее нагревательную цепь.
1. Пьезо-электрическое устройство, отличающееся тем, что пьезо-электрический кристалл, не имеющий контакта с его электродами, помещен с целью уменьшения изнашивания на пути потока газа, например, воздуха, проходящего между кристаллом и электродами.
2. При устройстве по п. 1 применение, с целью получения потока газа, всасывающего насоса.
3. При устройстве по пп. 1 и 2 применение приспособлений для регулирования температуры газа.
