Датчик скорости звука в воде Советский патент 1976 года по МПК G01H5/00 

1

Изобретение относится к устройствам преобразования электрического напряжения в ультразвуковые колебания и наоборот, в частности к пьезоэлектрическим ультразвуковым преобразователям, и может использоваться для измерения скорости звука в воде при гидрофизических исследованиях.

Известны устройства для измерения скорости звука в воде, в которых применяют датчики с жидкостным компенсатором гидростатического давления.

Недостаток известного датчика заключается в сложности конструкции, невысокой надежности и стабильности измерений. Эти недостатки связаны с наличием жидкостного компенсатора в датчике, нормальная работа которого в нроцессе эксплуатации нарушается вследствие возможной утечки жидкости, что приводит к снижению точности и стабильности измерений в процессе продолжительных глубоководных гидрофизических исследований. Кроме того, надежность датчика снижается из-за недостаточной прочности узла кренления пьезокерамики при всякого рода внешних механических воздействиях.

Цель изобретения - повысить точность измерений.

Для этого в нредлагаемом датчике компенсатор выполнен в виде сплошного металлического стержневого электрода с верхней

частью в форме усеченного конуса, изолированного от корпуса датчика. На торцевую поверхность электрода припаяна пьезокерамика дисковой формы, заш,ищенная тонким слоем звукопроницаемого материала, который наряду с герметичностью обеспечивает защиту пьезокерамики от воздействия внешней среды. Предлагаемая конструкция позволяет нредохранить пьезокерамику от разрушения при больших гидростатических давлениях, резко повысить надежность работы датчика и стабильность измерений в процессе продолжительных исследований в море.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематически изображен предлагаемый датчик.

В корпусе 1 датчика скорости звука размещен электрод 2, изолированный от корпуса

втулкой 3, 4. На торцевую поверхность электрода напаяна пьезокерамика 5 дисковой формы. Наружная обкладка пьезокерамики соединена с корпусом датчика перемычкой б и зсщтщеца звукопроницаемым покрытием

7, что обеспечивает герметичность датчика. К корпусу датчика посредством резьбового соединения прикрепляется база 8 с отражателем 9 и контргайкой Ю. В данной конструкции датчика клемма 11 для подачи напрялсения ультразвуковой частоты будет находиться внутри контейнера, поэтому со стороны клеммы нет необходимости обеспечивать герметичность корпуса датчика.

Датчик работает по принципу циклического измерителя скорости звука в воде. На электрод 2 подают импульсы напряжения, которые преобразуются пьезокерамикой 5 в ультразвуковые импульсы, распространяющиеся в воде в сторону отражателя 9. Отраженные ультразвуковые импульсы вновь поступают на пьезокерамику, преобразуются в электрические сигналы и регистрируются схемой измерения. Скорость звука определяется по известному соотношению, учнтывающему время распространения ультразвукового импульса в воде и длину базы.

Формула изобретения

Датчик скорости звука в воде, содерл ащий корпус, пьезокерамику, компенсатор, базу и отражатель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, компенсатор выполнен в виде сплошного металлического стержневого электрода с верхней частью в форме усеченного конуса, к торцу которого прикреплена пьезокерамика.

О