Тензопреобразователь на поверхностных волнах

 

Союз Советскик

Социапистичвскик

Республик

ЬП ИСАНИЕ

И ЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (» > 3 002853 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.05.79 (2l ) 2765915/18-28 (5l)M. Кл.

С 01 Н 13/00

С, 01 Ч l/lb с присоединением заявки 34

Гэсударставвай камвтет

СССР ве илам каабрвтвев и вткрыткй (23)приоритет

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 07.03.83 (53) УДК620. . 178.5 (088.8) (54) ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВЛТЕЛЬ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ

ВОЛНАХ

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения давления, в частности, в геофизической аппаратуре.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является тензопреоб5 разователь на поверхностных волнах, содержащий выполненную в виде двух прямоугольных брусков, жестко соединенных перемычкой, пьезопластину, в средней части которой выполнена продольная щель, а на одном из концов размещены излучатель и приемник поверхностных акустических волн, разделенные шелью и предназначенные для включения в схему автогенератора, другой конец имеет два отражателя, расположенные симметрично под острым углом к продольной оси и обращенные торцами к ней 1 g.

Недостаток указанного тензопреобра- го зователя на поверхностных волнах состоит в том, что потери акустической энергии на ребрах наклонных отражателей не позволяет получить более высокий порог

2 чувствительности. Это обусловлено тем, что при обработке торцов тонких пьезопластин и ребер толстых имеют место дефекты, поэтому конструкция пьезопластины обладает потерями на рассеяние, снижая тем самым стабильность частоты автогенератора и, как следствие, порог чувствительности тензопреобразователя.

Целью изобретения является повышение порога чувствительности тензопреобразовате ля.

Указанная цель достигается тем, что в тензопреобразователе на поверхностных волнах, на конце, имеющим отражатели, выполнены периодические отражатели, размещенные между щелью и отражателями под тупым углом к продольной оси и симметрично относительно ее, а на конце за приемником и излучателем выполнены пря:мые периодические отражатели, расположенйые под прямым углом к пропольной оси, и все периодические отражатели представляют собой систему электродов, предназначенных для подключения к внешним нагрузочным сопротивлениям.

На фиг. l схематически изображен предлагаемый тензопреобразователь; на фиг. 2 - блок-схема тенэопреобразователя на поверхностных волнах.

Тензопреобразователь на поверхностных волнах, содержит выполненную в виде двух прямоугольных брусков, жестко соединенных перемычкой, пьезопластину 10

1, в средней части которой выполнена продольная щель 2, а на одном иэ концов размещены излучатель 3 и приемник 4 поверхностных акустических волн, разделенные щелью 2 и предназначенные для 1$ включения в схему автогенератора (на ! чертеже не показан), другой конец имеет два отражателя 5, 6, расположенные симметрично под острым углом к продольной оси и обращенные торцами к ней; на кон- у0 це, имеющим отражатели 5, 6, выполнены периодические отражатели 8, 9, размещенные между щелью 2 и отражателями 5, 6 под тупым углом к продольной оси 7 и симметрично относительно ее, а уу на конце за приемником 4 и излучателрм 3 выполнены прямые периодические отражатели 10, расположенные под прямым углом к продольной оси 7, и все периодические отражатели 8, 9, 10

30 представляют собой систему электродов, предназначенных для подключения к внешним нагрузочным сопротивлениям 11, 12 13ô

Тенэопреобразователь работает следую

° °

35 щим образом.

Возбуждаемая излучателем 2, включенным в схему автогенератора, поверхностная акустическая волна распространяется вдоль пьезопластины 1, после

40 двухкратного отражения от наклонных периодических отражателей 8, 9 принимается приемником 4. Поверхностная деформация пьезопластины l, вызванная механической деформацией изгиба, изме45 няет суммарное время задержки распространения волны на участке =2.е ° ь

l где L, — суммарный путь распространения волны от излучателя 3 до приемника 4;

0 — расстояние между излучателем

3 и отражателем 8;

- расстояние от центра отражатетеля 8 до центра отражателя 9, Вслецствие этого кратность разности фаз поверхностных акустических волн на излучателе 3 и приемнике 4, равную 2Л обеспечивается изменением частоты ге-. нерации. Приращение частоты является выходным сигналом и определяется изменением времени задержки на отрезках

2е +Ь и отражателях 8, 9. Суммарное время задержки

3 Э Т

ОТР 2

° где

«ze ь Е

Э С

Ь вЂ” время задержки, обусловленное фаэовым сдвигом при отражении от наклонных периодических отражателей;

С вЂ” скорость распространения волны.

Порог чувствительности тензопреобразователя увеличивается за счет дополнительного изменения суммарного времени задержки на отражателях под действием деформации Х

"1: 3 " " ОТ " "3(X)

Дополнительно, за счет того что коэффициент отражения периодического отраИ(и жители больше е — - - рее (Й вЂ” чио-"

1Ьу

Ао отражающих канавок, у — параметр, характеризующий свойства материала), возрастает добротность резонанса в акус« тической системе тензопреобразователя, а, следовательно, возрастает стабильность частоты схемы автогенератора и порог чувствительности тензопреобразователя.

При подключении отражателей, выполненных в виде системы электродов, к внешним нагрузочным сопротивлениям

11, 12, 13 (реактивная, реактивно-активная или активная нагрузка). обеспечи вается возможность тонкой настройки схемы автогенератора на частоту резонанса, и повысить ее стабильность, что позволяет дополнительно увеличить порог чувствительности тензопреобразователя.

Формула изобретения

Тензопреобразователь на поверхностных волнах, содержащий выполненную в виде двух прямоугольных брусков, жестко соединенных перемычкой, пьезопластину, в средней части которой выполнена про а дольная щель, а на одном из концов раз-: мещены излучатель и приемник поверхностных акустических волн, разделенные щелью и предназначенные для включения

5 1002851 6 з схему автогенератора, другой конец це за приемником и излучателем выполимеет два отражателя, расположенных иены прямые периодические отражатели, симметрично под острым углом к продоль- расположенные под прямым углом к про ной оси и обращенных торцами к ней, дольной оси, и все периодические отражао т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с тели представляют собой систему электроцелью повышения порога чувствительнос- дов, предназначенных для подключения к ти, ма конце, имеюшим отражатели, вы- внешним нагрузочным сопротивлениям. поднены периодические отражатели, раз- Источники информации, мешенные между шелью и отражателями принятые во внимание при экспертизе под тупым углом к продольной оси и IO 1. Патент США ¹ 3863497, симметрично относительно ее, а на кон- кл. 73-712, 1973 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 1533/21 Тираж 871 Подписное

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4