Пьезоэлектрический преобразователь Советский патент 1974 года по МПК H04R17/00 B06B1/00 

1

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано при разработке ультразвуковых измерительных приборов.

Известны пьезоэлектрические преобразователи, состоящие из механически демпфированной пьезоэлектрической пластины с переходным слоем между указанной пластиной и рабочей средой, а также параллельно подключенной цепи из индуктивности и резистора.

Однако в известных устройствах наблюдается неэффективное согласование в широком диапазоне частот, тогда как для наилучшей передачи акустической энергии из пьезопреобразователя в рабочую среду или обратно необходимо равенство их акустических сопротивлений.

Цель изобретения - улучшить условия акустического согласования преобразователя с рабочей средой.

Это достигается тем, что последовательно с индуктивностью подключена активная электрическая цепь, например конвертор отрицательного сопротивления, с отрицательным активным входным сопротивлением.

На чертеже изображена схема согласованного с рабочей средой пьезопреобразователя.

Преобразователь состоит изпьезоэлемента 1, индуктивности 2, конвертора отрицательного сопротивления (КОС) 3 и резистора 4.

Конвертором отрицательного сопротивления называется активный четырехполюсник, входное сопротивление которого равно сопротивлению нагрузки с обратным знаком.

Устройство работает следующим образом.

Конвертор отрицательного сопротивления (КОС) 3 трансформирует сопротивление резистора 4 в отрицательное активное сопротивление, которое вместе с индуктивностью 2 и емкостью пьезоэлемента 1 образует резонансную колебательную цепь.

Входное акустическое сопротивление пьезопреобразователя зависит от параметров указанной цепи. Подбором величины индуктивности 2, резистора 4 и коэффициента трансформации КОС 3 можно сделать входное акустическое сопротивление преобразователя равным волновому акустическому сопротивлению рабочей среды. При этом отрицательное активное сопротивление КОС компенсирует как потери, вызванные демпфированием пьезоэлемента, так и диэлектрические потери. Для обеспечения устойчивости КОС отрицательное

сопротивление по абсолютному значению должно быть меньше активного электрического сопротивления пьезопреобразователя. Перестройкой индуктивности 2 можно менять частотный диапазон минимального коэффициента отражения.

Предмет изобретения

Пьезоэлектрический преобразователь, состоящий из механически демпфированной пьезоэлектрической пластины с переходным слоем между указанной пластиной и рабочей средой, а также параллельно подключенной цепи из индуктивности и резистора, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий акустического согласования с рабочей средой, последовательно с индуктивностью подключена активная электрическая цепь, например, конвертор отрицательного сопротивления, с отрицательным активным входным сопротивлением.