Датчик импульсного давления Советский патент 1980 года по МПК G01L23/10 

1

Т1зобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению динамических давлений, и может быть использовано в экспериментальной физике.

Известны датчики импульсного давления, содержащие пьезоэлектрический преобразовательный элемент, закрепленный на волноводе, акустическое волновое сопротивление которого согласовано с преобразовательным элементом l. При этом волновод может быть вьшолнен из керамики, кварца и т.п.

Недостатком такого датчика является низкая точность за счет малого времени . регистрации неискаженного сигнала.

Известны датчики, в которых волновод выполнен из металла свинца цинка, стали, и т.п. значительной длимы 12..

Однако этот датчик имеет большие габариты.

Цель изобретения - повышение точности измерения и уменьшение гпбаритов дат чикй импульсного давления.

Эта цель достигается за счет того, что в датчике импульсного давления, содержащем пьезоэлектрический преобразовательный элемент, закрепленный на торце акустического волновода из полимерного материала, волновод содержит твердый металлический наполнитель, количество которого уменьшается в направлении свободного торца волновода, причем в качестве полимерного матершла использован полиолигокарбонатметакрилат, а в качестве наполнителя - порошок вольфрама.

На чертеже приведена пр.нщипиальная схема предлагаемого датчика импульсного давления.

Датчик состоит из пьезоэлемента 1 с верхним 2 и нижним 3 электродами, волновода из полимерного материала с неравномерно расположенным наполнителем 4, корпуса 5, звукоизол$щионных опорных колец 6, электрического высокочпстогно- го ршзъема 7 и кабеля 8.

Датчик работает следующим образом. При воздействии регистрируемого импульса давления на пьеэоэлемент.1 между электродами .2 и 3 возникает разность пoтe щиaлoв, для регистрации {соторой датчик через кабель 8 подключается к импульсному осциллографу. . Пройдя через пьезоэлемент, упругая волна входит в акустический волновод 4 и распространяется в нем, постепенно ослабляясь. Дои- дя до конца волновода, упругая волна отралсается и возвращается к пьезоэлементу, на котором вторично возникает разность потенциалов, регистрируемая осциллографом. Амплитуда отраженного сигнала всегда меньше основного. Ее величина определяется, главным образом, свойствами материала, из которого выполнен волновод. Время между основным и первым отраженными импульсами называется временем неискажаемой регистрации и определяется свойствами материала, .из которого выполнен ВОЛНОВОД; и его длиной, Благодаря тому, что к пьезоэлементу примьжает конец полимерного волновода с максимальным содержанием наполнителя, осуществляется их акустическое согла сование, и на границе пьеаоэлемента и волновода отсутствуют отраженные сигна лы, а накопитель существенно уменьшает энергию волны, В результате удается добиться увеличения неискажаемой регистрации сигнала и уменьщения габаритов да ика. Следовательно, датчик имеет улученные метрологические характеристики. ормула изобретения 1.Датчик импульсного давления, содержащий пьезоэлектрический преобразовательный элемент, закрепленный на торце акустического волновода и полимерного материала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет увеличения времени неискажа- емой регистрации сигнала и уменьшения габаритов датчика, в материал акустического волновода введен твердый металлический наполнитель, который распределен в материале с уменьшением в направлении свободного торца волновода, 2.Датчик поп, 1, отличающийся тем, что в качестве полимерного материала использован полиолигокарбонатметакрилат, а в качестве наполнителя - порошок вольфрама. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Солоухин Р, И. Импульсный пьезодатчик давления, ПТЭ № 3, с. 17О. 2,Авторское свидетельство СССР № 391428,. кл. О- О1 L 9/08, 1970 (прототип).