Пьезоэлектрический датчик

 

Изобретение может быть использовано при поиске уровня жидкости в закрытых стальных резервуарах, например в железнодорожных цистернах. Цель изобретения - повышение надежности работы. Датчик выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндрических стаканов 1 и 2, между доньями которых размещен постоянный магнит 6. Датчик подносят к стенке резервуара так, чтобы концы концентраторов 10 касались ее. При этом стальная стенка резервуара замыкает силовые линии полюсов магнита 6, которыми являются стенки корпусов 1 и 2, и происходит надежное магнитное сцепление корпуса датчика со стенкой резервуара. Расположенные в стаканах 1,2 электромеханические преобразователи, содержащие пьезоэлементы 8, накладки 10 и шпильки из немагнитного материала 7, возбуждают акустические волны в стенках резервуара и затем регистрируют отраженные волны. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ:ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР . (21) 4320030/24- 10 (22) 26,10,87 (46) 15.07,90,Бюл. Ф 26 (71) Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Л.А,Гевлич и А,А,Инев (53) 534. 232 (088, 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 414001, кл. В 06 В 1/06, 1972, (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК . (57) Изобретение мажет быть использовано при поиске уровня жидкости в закрытых стальных резервуарах, например в железнодорожных цистернах„Цель изобретения — повышение надежности работы, Датчик выполнен в виде, двух коаксиапьно расположенных цилиндÄÄSUÄ 1577873 А 1 (51)5 В 06 В 1/06 Н 04 К 17/00

2 рических стаканов 1 и 2, между доньями которых размещен постоянный магнит

6. Датчик подносят к стенке резервуара так, чтобы. концы концентраторов

10 касались ее, При этом стальная стенка резервуара замыкает силовые линии полюсов магнита 6, которыми являются стенки корпусов 1 и 2, и происходит надежное магнитное сцепление корпуса датчика со стенкой резервуара,. Расположенные в стаканах

1, 2 электромехаиические преобразователи, содержащие пьезоэлементы 8, накладки 10 и шпильки из немагнитного материапа 7, возбуждают акустические волны в стенках резервуара и затем ре- а

С> регистрируют отраженные волны, 1 ил, Изобретение относится к ультразвуковому контролю и может быть чспользовано при поиске уровня жидкости в закрытых стальных резервуарах методом импульсного зондирования,. в том числе, в местах, доступ к которым затруднен, а стенки имеют кривизну и пав крыты загрязнениями, например в железнодорожных цистернах. 40

Целью изобретения является повы, шение надежности.

На чертеже схематично представлен предлагаемый датчик, продольный разрез 1 5

Датчик содержит наружный 1 и внутренний стакан 2 иэ магнитной стали„

На стенке стакана 1 имеется проушина 3 для удлинительной штанги, помощью которой искатель может быть доставлен в любое место на стенке резервуара, На верху корпуса закреплена коробка 4 для размещения входных устройств приемника эхосигналов и выходных каскадов генератора эандиру1ощих 25 импульсов с электрическим разъемом 5 для соединительного кабеля, Между стаканом 1 и стаканом 2 размещен постоянный магнит б таким образом, что стакан 1 и стакан 2 присоединены. каждый к противоположному полюсу, Корпус стакана 2 и магнит 6 жестко стянуты с помощью трех латунных шпилек 7 и гаек .8, На выступаюшие внутри корпуса части шпилек 7 наде-

I g ты кольцевые пьезоэлементы 9, которые. зафиксированы навинченными на концы шпилек 7 накладками с выступами (ступенчатыьа механическими концентраторами (10 с помощью шайбы 1!, 4

Для приведения патчика в рабочее положение его с помощью удлинительной штанги, соединенной с корпусом через проушину З,подносят к стенке резервуара например цистерны j та- 45 ким образом, чтобы концы накладок 10 касались ее. При этом стальная стенка резервуара замыкает силовые линии полюсов магнита 6, которыми являются стенки стакана 1 и стакана 2, и процсходит надежное магнитное сценление датчика са стенкой.

Так как свободные коьпж концентраторов 10 выступают из стаканов„ достигается прижатие их к стенке резерву55 ара и обеспечение акустического контакта, Выступающие из корпуса концы накладок 10 обеспечивают устойчивое положение искателя на выпуклой или неровной стенке в самом труднодоступном месте, так как образуют опорную треногу, которая служит при этом волноводом. Если стенка покрыта загрязнениями или коррадирована, то акусти-ческого контакта добиваются скользящими перемещениями искателя но стенке, здвигая при этом в сторону слой загрязнений.

В рабочем режиме на пьезоэлементы 9 по кабелю, подсоединенному к разъему

5 через оконечный усилитель, находящийся в коробке 4, поступают электрические импульсы, которые преобразуются пьезоэлементами 9 и зондирующие импульсные механические колебания, усиливаемые накладками 10. Зондирующие импульсы через контактные площадки, образованные между концами накладок 10 и стенкой резервуара, вводятся н объем резервуара, Отра" женный от внутренней стенки резервуара эхосигнал вводится через те же контактные площадки иэ резервуара и, пройдя через накладки 10, воздействует на пьезоэлементы 9, которые вырабатывают электрический импульс, поступающий на расположенный в коробке 4 предусилитель, и через подсоединенный к разъему 5 кабель " на регистрирующее устройства.

В предлагаемом датчике потери энергии 3 излучения при точечном контакте концентратора со стенкой компенсируются как увеличением амплитуды колебаний с помощью концентратора, так и увеличением числа их ло трех. Точечная характеристика излучения обеспечивает круговую диаграмму направленности излучателя, чта увеличивает вероятность прихода эхосигнала из внутренней полости резервуара к искателю с минимальным числам переотражений, что повышает соотношение сигнал — шум, Таким образам, использование предлагаемоro датчика позволит повысить надежность работы при рабате на криволинейных загрязненных стенках в труднодоступных местах.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический датчик, содержащий два соосных стакана, вставленных с зазором друг в друга, и преобразователь, состоящий из кольцевых пьезоэлементов с накладками, прикрепленными резьбовой шпилькой к дну

Составитель В, Кудрявцев

Редактор Ю, Середа Техред М.Моргентал

Корректор М.Шароши

Заказ 1876 Тираж 385 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 1577873 б внутреннего стакана и расположенный расстояниях друг от друга, стаканы внутри него, о т л н ч а ю щ и й- выполнены из магнитного материала и с я тем, что, с целью повышения на- их верхние срезы совпадают, а между дежности крепления к стальным объ - ними установлен постоянный магнит, ектам с произвольной формой поверх- резьбовые шпильки выполнены из не5 ности, в него введены два преобразо- магнитного материала, причем каждая вателя, идентичных первому и закреп- накладка имеет выступ, расстояние от ленных на дне внутреннего стакана,все вершины которого до дна больше глупреобразователи размещены на равных 1 О бины внутреннего стакана, J