Пьезоэлектрический ультразвуковой преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H04R17/00 B06B1/06 G01N29/04 

(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано в измерителях скорости и затухания ультразвука в различных средах, ультразвуковой спектроскопии и медицинской диагностике.

Известен ультразвуковой преобразователь, состоящий из пьезоэлектрического стержня, торцового электро-да, демпфера и дву°х боковых электродов tn.

Недостатком такого преобразователя является малоэффективное использование центральной части торцовых электродов, так как максимальное электрическое поле создается между боковыми электродами и краями торцового электрода I

Известен также пьезоэлектрический ультразвуковой преобразователь, содержащий продольно поляризованный пьезокерамический стержень С двумя нанесенными на его излучающей торцовой поверхности электрически изолированньми электродами, между которыми выполнена прорезь. Поляризуется преобразователь приложением постоянного электрического напряжения на торцовые электроды t2.

Недостатками известного устройства являются малый КПД и достаточно широкая диагрецлма направленности вследствие неоднородности возбуждающего электрического поля,вызванной тем , ч.то при изготовлении преобразователя требуется его деполяризация и новая поляризация, которая является неоднородной и увеличивается до

10 максимальной у прорези.

Цель изобретения - увеличение КПД и сужение диаграммы направленности пьезопреобразователя.

Поставленная цель достигается

15 тем, что в пьезоэлектрическом ультразвуковом Преобразователе, содержащем продольно поляризованный пьезоэлектрический стержень с двумя нанесенными на его излучающей торцовой

20 поверхности электрически изолированными электродами, пьезоэлектрический стержень выполнен из двух противоположно поляризованных частей, при этом на боковую поверхность каждой 25 части стержня нанесен дополнительный электрод в виде полукольца, торцовые электроды нанесены соответственно на торцовой поверхности каждой из частей стержня и электрически сое30динены с дополнительным полукольцевым электродом противоположной части стержня. На чертеже представлено предлагае мое устройство. Пьезоэлектрический ультразвуковой преобразователь содержит пьзоэлектри ческий стержень, выполненный из двух боковыми поверхностями соединенных противоположно поляризованных частей 1 и 2, имеющих торцовые электроды 3 и 4 и боковые полукольцевые электроды 5 и б, соединенные соответственно с электродами 4 и 3. Преобразователь работает следующим образом. При подаче электрического напряжения между электродами с разными потенциалами 3-6 и 4-5 в пьезостержнях 1 и 2 создается электрическое поле. Виду того, что торцовые излучающие з лектроды 3 и 4 по всему внешнему периметру имеют рядом расположенные электроды с электрическим зарядом противоположного знака, создаваемое электрическое поле имеет прак тически равномерное распределение, си ловых линий как в центре, так и на краю. Возбуждаемая акустическая волна имеет одинаковую амплитуду в цент ре и по краям торцовых электродов, что сужает диаграмму направленности пьезоэлектрического ультразвукового преобразователя, а эффективное использование всей поверхности торцовых злектродов увеличивает КПД преобразователя. Формула изобретения Пьезоэлектрический ультразвуковой преобразователь, содержащий продольно поляризованный пьезоэлектрический стержень с двумя нанесенными на его излучающей торцовой поверхности электрически изолированными электродами, отл и. чающийся тем, что, с целью повьлшеНия КПД и сужения диаграммы направленности, пьезоэлектрический стержень выполнен из двух противоположно поляризованных частей, при этом на боковую поверхность каждой части стержня нанесен дополнительный электрод в виде полукольца, торцовые электроды нанесены соответственно на торцовой поверхности каждой из частей стержня и электрически соединены с дополнительньм полукольцевым электродом противоположной части стержня. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 539265, кл. G 01 N 29/04, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 507815, кл. G 01 N 29/04,1976 (прототип) .