Пьезоэлектрический преобразователь

 

Изобретение позволяет расширить область рабочих частот за счет увеличения площади оболочки и уменьшения колеблющейся массы. Преобразователь содержит пьезоэлемент 1 и изогнутую колеблющуюся оболочку 2 с большим радиусом кривизны. Пьезоэлемент 1 имеет форму тонкого кольца, а оболочка 2 выполнена в виде части сферы, натянутой на пьезоэлемент. Для уменьшения массы оболочки она изготовлена из эластичного материала, например полимерной пленки, и приобретает сферическую форму под действием разности внешнего давления и давления внутри корпуса преобразователя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

союз советсних

РЕСПУБЛИН (51) 5 Н 04 К 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЛ

H А ВТОРСИО9Ю СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4009847/24-10 (22) 17.01 86 (46) 23.02.90. Бюл. И- 7 (71) А.А.Хазанов (53) 621. 315 (088. 8) (56) Римский-Корсаков А.В. и др.

Акустические подводные низкочастотные преобразователи. — Л: Судостроение, 1984, с. 129-131. . (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение позволяет расширить область рабочих частот эа счет увеличения площади оболочки и уменьше„.SU„„1545334 А 1 ния колеблющейся массы. Преобразователь содержит пьезоэлем..нт 1 и изогнутую колеблющуюся оболочку 2 с большим радиусом кривизны. Пьезоэлемент имеет форму тонкого кольца, а оболочка 2 выполнена в виде части сферы, натянутой на пьезоэлемент. Для уменьшения массы оболочки она изготовлена из эластичного материала, например полимерной пленки, и приобретает сферическую форму под действием разности внешнего давления и давления внутри корпуса преобразователя.

1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1545334

Р@ Fа и направлена вдоль оси преобразователя. — сила реакции среды на движение оболочки (сила акустического давления);

F — сила инерции оболочки;

50

Изобретение относится к электроакустическим. преобразователям и может быть использовано в электроакустике для создания микрофонов и телефонов., Целью изобретения является расйирение области рабочих частот за счет уменьшения колеблющейся массы и увеличения площади колеблющейся обо-... 10 лочки.

На фиг. 1 показан преобразователь, разрез; на фиг. 2 и 3 » то же, варианты выполнения.

К пьезоэлементу 1 (Фиг. 1) прикреплена колеблющаяся оболочка 2, выполненная из тонкого эластичного материала, например полимерной пленки.. Корпус 3 через уплотнительное кольцо 4, изготовленное из эластичного материала, например резины, прикреплен к пьезоэлементу 1 и образует с оболочкой 2 замкнутый объем, внутри которого создается избыточное давление. Под действием разности внутреннего и внешнего давлений оболочка принимает выпуклую сферическую форму. Электроды 5 нанесены на верхнюю и нижнюю поверхности пьезоэлемента 1. К ним подключены токоведущие провода 6, причем провод, соединенньп1 с нижним электродом, пропущен через уплотнение 7.

На фиг. 2 изображен пьезоэлектрический преобразователь, состоящий из пьезоэлемента 1, оболочки 2, корпуса 3, уплотнительного кольца 4, у которого внутреннее давление мень- ше внешнего и оболочка 2 имеет вогнутую Форму. 40

На фиг. 3 изображен пьезоэлектрический преобразователь, имеющий пьезоэлемент 1, первую оболочку 2 и вторую оболочку 7.

Если оболочка имеет большой радиус KpHBH9Hbl К и yrorr q мал (фиг ° 1) то сила, действующая на нее, Ра — избыточное давлениe;

8 - площадь оболочки.

К элементу дуги Й1 пьезоэлемента со стороны оболочки приложена сила

dF направленная по касательной к оболочке, причем ее осевая составляV ющая 1" Р 2 dF а радиальная

Ф °

Интегрируя эти выражения, получаем

М

Г1 "2 Fo! У1 Го

Полная сила, сжимающая кольцо пьезоэлемента, ф 1 1 «<р (Р <ф + Гф(+ Р 8)

2, 2

Таким образом, оболочка действует не только как приемник акустического давления, но и как механический трансформатор с коэффициентом трансформации

М = Р причем сила, действующая на пьезоэлемент благодаря акустическому давлению в 2/tP раз больше самой силы реакции среды FN.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Пьезоэлектрический преобразователь, содержащий корпус, пьезоэлемент и прикрепленную к нему оболочку, отличающийся тем, что, с целью расширения области рабочих частот за счет уменьшения колеблющейся массы и увеличения площади оболочки, пьезоэлемент выполнен в виде тонкого кольца, а оболочка изготовлена из эластичного материала и имеет форму части сферы, при этом корпус прикреплен к пьезоэлементу через уплотнительное кольцо с образованием замкнутого объема с избыточным давлением межпу оболочкой и корпусом.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что к пьезоэлементу напротив оболочки прикреплена дополнительная оболочка с образованием области избыточного давления внутри объема, ограниченного пьезоэлементом и оболочками.

1545334

Составитель М.Шахов

Редактор Н.Лазаренко Техред Л.Олийнык Корректор С ШекмаР

Заказ 497 Тирак 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. У кгород, ул. Гагарина, 10 t