Электроакустический преобразователь Советский патент 1983 года по МПК H04R17/00 B06B1/06 

(5) ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано в системах анализа и контроля Известны цилиндрические электроакустические преобразователи 5 содержащие соосные открытые пьезокерамичес кие цилиндры 11 . В этих преобразователях необходи-Г мость близости расположения по частоте объемного резонанса столба «(идкЬсти внутри цигмндра и его радиального резонанса накладывают ограничение на размеры используемых пьезокерамических цилиндров. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является Цилиндрический электроакустический ripeобразователь, содержащий два полых пьезокерамических цилиндра, устанйвленных соосНо и разделенных прокладкой 2 . Однако такие преобразователи обладают относительно узкой полосой пропускания. Цель изобретения - расширение полось пропускания в область низких частот. Это достигается тем, что прокладка, жестко связанная с двумя пьезокерамическими кольцами, выполняется из звукопроводящего материала, а соотношения между высотой h , внутренним г и наружным R радиусами пьезокерамического цилиндра и толщиной «Л прокладки выбраны в пределах r/R - 0,79-0,87; ti/R 0,7-1,2; cf/R 0,02-0,0i«o На чертеже представлены два активных элемента преобразователя, разрез. Каждый элемент состоит из двух пьезокерамических цилиндров 1, прокладки из звукопроводящего материала 2, жестко скрепленной с цилиндрами. Поверхность активных элементов покрыта герметичным звукопроводящим чехлом 3 с выступами для крепления в раме. Рама набрана из четырех стержней 5 с поперечными размерами намного 9 меньше длины волны в рабочей жидкости при максимальной частоте, входяще 8 полосу пропускания преобразователя По торцам рама расперта двумя дисками 6 . Устройство работает ел едущим образом. Упругие радиальные колебания пьез керамических цилиндров 1 передаются непосредственно в рабочую жидкость. Аксиальные колебания пьезокерамических цилиндров, механически связанных через звукопроводящую прокладку 2, сопровождаются колебаниями по радиусу ; кроме того, резонирует столб рабочей жидкости внутри активной секци Эти колебания также передаются в окружающую среду. Благодаря механической связи между пьезокерамическими цилиндрами через звукопроводящую прокладку с малой добротностью происходит демп()ирование аксиальных колебаний, что приводит к плавному фазовому переходу от аксиальных колебаний к радиальным. Этот эффект способствует выравниванию частотной характеристики преобразователя в режиме излучения и устранению провалов между резонансами. Для обеспечения расширения полосы пропускания в низкочастотную область резонансы располагаются в следующей последовательности: самый низкочастотный - объемный резонанс столба жэдкости внутри активной секции, затем идет совместный аксиальный резонанс двух пьезокерамических колец и звукопроводящей прокладки, и наивысшую частоту имеет радиальный резо нанс пьезокерамических колец, Наиболее оптимальный вариант конструкции получится при выполнении условия f - 2fjj-f f(j 0. При этом следует учитывать, что частота радиального резонанса снижается на 6% 7 за счет нагрузки преобразователя на , жидкую среду, где fg, f, fг частоты объемного, аксиального и радиального резонансов соответственно. Использование предлагаемой конструкции цилиндрического электроакустического преобразователя обеспечивает возможность расширить полосу пропускания в низкочастотную область относительно радиального резонанса и получить полосу пропускания в режиме излучения по напряжению более одной октавы, а по току до 1,5 октав. Появляется возможность работы при гидравлических давлениях до , а также уменьшаются радиальные размеры в 1,5-1,8 раза по сравнению с преобразователями, имеющими переходной / слой, Формула изобретения Электроакустический преобразователь, содержаний два полых пьезокерамических ци/мндра, установленных соосно и разделенных прокладкой, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы пропускаНИИ в область низких частот, прокладка выполнена из звукопрозрачного материала, а соотношения между высотой Ъ , внутренним р и наружным R радиусами пьезокерамического цилиндра и толщиной прокладки Л выбраны в пределах r/R 0,79-0,87; 1i/R - 0,7-1,2; сЛ/R 0,2-0,. информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Подводная акустика, т.2. М., Мир, 1970, с. 53-55. 2. Авторское свидетельство СССР № , кл. В 06 Ъ 1/06, 1973 (прототип ),

j

f