Акустическое устройство Советский патент 1979 года по МПК H03H3/02 

Изобретение относится к радиотехнике, касается стабнлиаадии частоты и управления ею при помощи пьезоэлектрических резонаторов и может использоваться в различных устройствах радиотехники, автоматики, измерительной техники и приборостроения. Известен пьезоэлектрический резонатор управление частотой которого осуществляется, напримф, путем изменения емкоети ИЛИ при помощи магнитного поля, в котором помещен резонатор ij. С5днако в таком резонаторе управление частотой осуществляется при помощи элеMeHtoB, стабильность характеристик которых во времени значительно уступает временной стабилизации частоты реэонато.ра. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому р& зультату является пьезоэлектрическое устройство, которое содержит размещенрьш в корпусе пьезоэлементы 2. Принцип действия известного устройства основан на изменении частоты резонансных колебаний пьезоэлемента путем после-довательного подключения раздельных электродов к активной части автогенератора в зависимости от температуры окружающей среды. Но такое устройство не обеспечивает плавного изменения регулируемой частоты в широком диапазоне с неизменной стабильностью, так как собственная частота пьезоэлемента постоянна. Целью изобретения является устранение указанных недостатков, то есть расширение частотного диапазона и обеспечение амплитудной и частотной модул5шяи сигнала, Цель достигается тем, что устройство имеет дополнительный пьезоэлемент и две герметичные калеры, заполненные газовой смесью с низким удельным волновым сопротивлением, одна из которых закреплена на дополнительном пьезоэлементе, соединенном биметаллическую пластину схэ стаканом, а другая - на ферррмагиитной мембране, под которой в защитном кожухе размещен соленоид, соединенный с источником управляющего сигнала, причем пьезоэлементы закреплены в герметичн 1х KaN iepax и выполнены в виде вогнутых дисков, обращенных друг к другу вогнутыми поверхност51ми, а герметичные камеры, стакан и защитный кожух снабжены эластичными мембранами.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит пьезоэлементы 1 и 2, выполненные в виде вогнутых дис ков, резонансную камеру 3, дополнительнь5й пьезоэлемент 4, соленоид 5, ферромагнитную мембрану 6, эластичные мембраны 7, биметаллическую пластину 8, герметичные .камеры 9 и 10, защитный кожух 11, стакан 12, установленные в корпусе 13.

Устройств работает следующим обратзом.

При подаче напряжения на электроды пьезоэлементов 1 и 2 в резонансной камере 3 устанавливаются ультразвуковые стоячие волны с частотой, определяемой собственными частотами этих пьезоэлементов и расстоянием .между ними. При уменьшении расстояния между пьезоэлементами 1 и 2 длина ультразвуковой сточей волны уменьшается, а при увеличении расстх)яния увеличивается, в результате чего можно перестраивать собственную частоту пьезоэлемента.

При подаче управляющего напряжения на электроды дополнительного пьезоэлемента 4 он вместе с герметичной камерой 9 начинает колебаться в соответстВИИ с управляющим напряжением Uj ,. что позволяет осуществлять амплитудную и частотную модуляцию резонансной частоты устройства, так как иэ-аа этих колебаний меняется расстояние между пь.езо элементами 1 и 2.

При подаче управляющего напряжения U,, пьезоэлемент 4 позволяет осуществлять высокочастотную модуляцию сигнала.

Низкочастотная модуляция осущаствяяется при подаче управляющего сигнала и, на соленоид 5, под действием которого ферромагнитная мембрана 6 колеблется,. вместе с герметичной камерой 10,

что приводит к изменению расстояния между пьезоэлементами 1 и 2.

Эластичные мембраны 7 выравнивают давление в разных объемах, что исключает деформацию пьезоэлементов 1 и 2 от изменения давления внутри резонансной камеры 3 и, как следствие этого, приводит к стабилизации работы всего устройства.

Биметаллическая пластина 8 в зависимости от температуры окружающей среды перемещает пьезоэлемент 2 относительно пьезоэлемента 1, компенсируя температурный коэффициент скорости ультразвука среды в резонансной камере 3.

Резонансная камера 3 может быть заполнена газом или жидкостью, при этом использование в резонансной камере в качестве жидкостной среды термокомпенсирующей жидкости позволяет не учитывать погрещность ухода резонансной частоты от температуры.

Формула изобретения

Акустическое устройство, содержащее размещенные в корпусе пьезоэлементы, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и обеспечения амплитудной и частотной модуляции сигнала, оно имеет дополнителный пьезоэлемент и две герметичные камеры, заполненные газовой смесью с низким удельным волновым сопротивлением, одна из которых закреплена на дополнительном пьезоэлементе, соединенном через биметаллическую пластину со стаканом, а другая - на ферромагнитной мембране, под которой в защитном кожухе размещен соленоид, соединенный с источником управляющего сигнала, причем пьезозлементы закреплены в герметичных камерах и выполнены в виде вогнутых дисков, обращенных друг к другу вогнутыми поверхностями, а герметичные камеры, стакан и защитный кожух снабжены эластачными мембранами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 416823, кл. Н ОЗ Н 3/О2, 01.04.71

2,Авторское свидетельство СССР

N9 545069, кл. Н ОЗ Н 3/О2, 26.О5.75 (прототип).

«

У//////////////Л

оов в с о U,