Апериодический датчик для регистрации акустических сигналов Советский патент 1976 года по МПК H04R17/00 

1

Изобретение относится к технике приема и возбуждения ультразвуковых упругих волн.

Известно устройство для регистрации акустических сигналов, состоящее из сплошной пьезоэлектрической лластины, припаянного .к пей конусного волновода, выполненного из латуни, помещенных в корпус и залитых компаундом, «а-пример эпоксидпой смолой.

Однако для такого устройства характерна ограниченность области частот принимаемых и возбуждаемых акустических волн. Кроме того, с .помощью такого устройства иельзя регистрировать без искажения формы .сигналов с частотами, меньшими, чем , где с-скорость звука в материале пьезоэлектрической пластины, d - толщина пластины. Расширить полосу частот можно за счет увеличения толщины пьезоэлектрической пластинки, но при этом значительно увеличиваются размеры волновода.

Цель изобретепия - расширение диапазона регистрируемых частот.

Это достигается тем, что в предлагаемом апериодическом датчике волновод выполнен многослойным с концентрическим расположением слоев относительно его оси, причем .материалы Слоев взяты с акустическим сопротивлением, равным акустическому сопротивлению пьезоэлектрической пластинки, и с у.меньшающейся от слоя к слою по направлению к оси волновода скоростью акустических волн.

На чертеже показан предлагаемый датчик. Апериодический датчик для регистрации

акустических волн состоит из пьезоэлектричелокой пластины 1, припаянного к ней конусного волновода 2, выполненного многослойным из .материалов 3, 4, 5, помещенных в корпус 6 и залитых компаундом 7.

Датчик работает следующим образом.

При регистрации акустических сигналов на пьезоэлектрическую пластину 1 подают акустический импульс. В результате прохождения акустического импульса через пьезоэлектрическую пластину на ее обкладках в силу прямого пьезоэлектрического эффекта возникают электрические сигналы, которые снимают с обкладок известными средствами, а акустический имиульс поступает в конусный волновод 2. Благодаря тому, что волновод выполнен многослойным с концентрическим расположением слоев относительно оси волновода из материалов 3, 4, 5, подобранных так, что акустическое сонротивление каждого слоя совпадает с акустическим сопротивлением пьезоэлектрической пластинки, а скорость акустических волн у.меньшается от слоя к слою по направлению к оси волновода. Отраженные ак стические волны фокусируются в осевом

слое волновода npii .меньшей его длине.

В качестве материалов волновода 1могут быть взяты медь, латунь и сплав Вуда, что соответствует материалу пьезоэлектрической пластЕны, выполненной из ЦТС. При таком подборе матерналов длипа волновода составляет 5 см. Для сведения на нет доли отраженных сигналов, .попадающих на пьезоэлектрическую пластину, волновод может быть выполнен акустически изолированным ПО осевому слою от пьезопластины. Причем возможен вариа-нт выполнения пьезоэлектрической пластины с отверстием, что также позволяет уменьшить влияние ломех на работу датчика.

В результате такого выполнения апериодического датчика достигается мииимальное искажение формы сигнала, что приводит к

расширению полосы регистрируемых частот п,рао тически от 10 «гц до 10 мгц.

Формула изобретения

Апериодический датчик для регистрации акустических сигналов, содержащий корпус, пьезоэлектрическую пластину, конусообразный волновод и компаунд, отличающийся те;м, что, с целью расширения диапазона регистрируемых частот, волновод выполнен многослойным с концентрическим расположение м слоев относительно его оси, прнчем материалы слоев взяты с а-кустичеоким сопротивлением, равным акустическому сопротивлению пьезоэлектрической пластины, и с уменьшающейся от слоя к слою по направлению к оси волновода скоростью акустических волн.

I 3 k