Цилиндрический электроакустический преобразователь Советский патент 1976 года по МПК B06B1/06 

1

Изобретение относится к области электроакустических преобразователей и может применяться в системе ультразвукового анализа и контроля.

Известные цилиндрические электроакустические преобразователи, содержащие соосно расположенные цилиндрические пьезоэлементы, разъединенные по торцам прокладками, и четвертьволновый согласующий элемент, предназначены для работы только в области радиального резонанса пьезоэлементов.

Цель изобретения - формирование участка механо-акустической связи между пьезоэлементами при их колебаниях по высоте и расширение рабочего диапазона частот преобразователя.

Достигается это тем, что четвертьволновый цилиндрический согласующий элемент выполнен с круговой канавкой так, что она расположена на внутренней его поверхности в плоскости разъединения пьезоэлементов, имеет глубину, равную 0,15 длины волны звука в согласующем элементе на частоте первого резонанса по высоте пьезоэлементов, и заполнена звукоизолирующим материалом.

На чертеже показан цилиндрический электроакустический преобразователь, продольный разрез.

Цилиндрический электроакустический преобразователь содержит цилиндрические

пьезоэлементы 1 и 2, выбранные так, что резонанс по высоте каждого из пьезоэлементов в три раза выше по частоте его радиального резонанса, прокладку 3 из звукоизолирующего материала, согласующий элемент 4, круговую канавку 5, расположенную с внутренней стороны согласующего элемента 4 и заполненную звукоизолирующим материалом.

Преобразователь работает следующим образом.

Упругие колебания от пьезоэлементов 1 и 2 передаются через элемент 4, который согласовывает выходное сопротивление пьезоэлементов 1 и 2 с нагрззкой на радиальном резонансе. Колебания по высоте пьезоэлементов, которые замыкаются через участок механо-акустической связи в согласующем элементе 4, сформированный канавкой 5, вызывают связанные с ними колебания по радиусу, передаваемые нагрузке.

Канавка формирует в согласующем элементе оптимальный, с точки зрения выравнивания частотной характеристики преобразователя,

участок механо-акустической связи ньезоэлементов по высоте. Канавка расположена в пучности колебательной силы на первом и третьем резонансе и в пучности колебательного смещения на втором резонансе по высоте

пьезоэлементов.

Благодаря канавке механо-акустическая связь между пьезоэлементами уменьшается, что приводит к уменьшению амплитуды колебательной силы на первом и третьем резонансе и к увеличению амплитуды колебательного смеш,ения на втором резонансе. Этот эффект способствует при оптимальной глубине канавки выравниванию частотной характеристики преобразователя, устранению провалов и резонансных выбросов, что позволяет использовать многорезонансные свойства одних и тех же пьезоэлементов для расширения полосы рабочих частот преобразователя.

Формула изобретения

Цилиндрический электроак стический преобразователь, содержаш,ий соосно расположенные цилиндрические пьезоэлементы, разъединенные по торцам прокладками из звукоизолирующего вещества, и жестко связанный с ними четвертьволновый цилиндрический согласующий элемент из твердого материала, отличающийся тем, что, с целью формирования участка механо-акустической связи между пьезоэлементами нри их колебаниях но высоте и расширения рабочего диапазона

частот преобразователя, четвертьволновый цилиндрический согласующий элемент выполнен с круговой канавкой так, что она расположена на внутренней его поверхности в плоскости разъединения пьезоэлементов, имеет

глубину, равную 0,15 длины волны звука в согласующем элементе на частоте первого резонанса по высоте пьезоэлементов, и заполнена звукоизолирующим материалом.

3

-ч

5