Электроакустический преобразователь Советский патент 1975 года по МПК B06B1/00 

1

Изобретение относится к ультразвуковой технике, и может быть использовано для измерений и генерации ультразвуковы.х колебаний в газовых средах.

Известен электроакустический нреобразователь, включающий в себя вибратор, концентратор и приемо-излучающую насадку, выполненную в виде конусообразного рупора, в котором возбуждаются изгибные колебания.

Недостатками известного преобразователя являются сложность изготовления конической рупорной насадки и малая чувствительность из-за несинфазности поля в раскрыве преобразователя, связанной с изменениями упругости рупора и скорости раснространения изгибпой волны но направлению составляющей конуса.

Для повышения чувствительности и упрощения технологии изготовления в нредлагаемом преобразователе приемо-излучающая насадка выполнена в виде профилированной ступенчатой пластины с углом раскрыва профиля 90° к длиной составляющей ступеньки, кратной К2Ло, где Ло -длина волны в рабочей среде.

На чертеже показан описываемый преобразователь, состоящий из вибратора 1 (пьезоэлектрический или магнитострикционный активный эле.мент), концентратора 2 и приемоизлучающей насадки, выполненной в виде профилированной ступенчатой пластины 3 нрямоугольной или круглой формы с углом раскрыва профиля 90° и длиной составляющей стуненьки, кратной 2/.о.

Преобразователь работает следующим образом.

Вибратор 1 возбуждает продольные колебания в концентраторе 2 на частоте, совнадаюн1ей с одной из симметричных мод колебаний ст}пенчатой пластнны. Амплитуда колебаний в концентраторе 2 увеличивается, и колебания конца концентратора возбуждают изгибные колебания в ступенчатой пластине 3. Пластина 3 излучает колебания в рабочую среду. При длине волны изгибных колебаний в плоской пластине Ям-V 2/io пластина максимально излучает в направления, составляющие угол 45° к плоскости этой пластины. При этом излучение в два направления но одну сторону пластины происходит в противофазе. В ступенчатой пластине прямые и отраженные ультразвуковые волны от сторон одной

ступеньки с длиной, кратной ( 2ло складываются в плоскости раскрыва с фазовыми сдвигами, кратными 2л, что означает увеличение амнлнтуды смещений в раскрыве преобразоватсля в два раза и приводит к увеличению его чувствительности.

В случае круглой пластины скорость распространения изгибной волны от центра к краю изменяется, поэтому длина составляющей ступеньки должна быть равна .

Приемо-излучающая насадка в виде профилированной ступенчатой пластины может быть легко изготовлена: круглая пластина - штамповкой, прямоугольная - изгибанием плоской пластины.

Диаграмму направленности преобразователя определяют геометрическими размерами

раскрыва и вычисляют как для поршневого излучателя.

Формула изобретения

Электроакустический преобразователь, содержащий вибратор, концентратор и приемоизлучающую насадку, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и упрощения технологии изготовления, приемо-излучающая насадка выполнена в виде профилированной ступенчатой пластины с углом раскрыва профиля 90° и длиной составляющей ступеньки, кратной |/ 2Ло, где АО--длина волны в рабочей среде.