Ультразвуковой преобразователь

 

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике. Цель изобретения - повышение надежности при высоких температурах Преобразователь содержит корпус 1, пьезоэлемент 2, рабочая и тыльная поверхности которого связаны с помощью промежуточных клеевых слоев 3 с протектором 4 и демпфером 5 соответственно. Пружина 6 прижата к демпферу крышкой корпуса 7. Изоляционная втулка 8 контактирует с внутренней поверхностью корпуса. Высокочастотный разъем 9 и все перечисленные выше элементы расположены в корпусе соосно. Гальваническая связь поверхностей пьезоэлемента с демпфером и протектором осуществляется посредством металлических тканых сеток, толщина которых равна толщине соответствующих промежуточных клеевых слоев, представляющих собой силикатную композицию. При запитке пьезоэлемента 2 его колебания передаются через протектор в контролируемую среду. 2 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2!) 4496895/10 (22) 20.10.88 (46) 28.02.91. Бюл. № 8 (71) Куйбышевское специальное конструкторское бюро Научно-производственного объединения «Нефтехимавтоматика» (72) Н. С. Марьин (53) 620.179.16.08 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 866781, кл. Н 04 R 31/00, 1979.

Шрайбер 3. С. Ультразвуковая дефектоскопия. М.: Металлургия, 1965, с. 205. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике. Цель изобретения — повышение надежности при высоких температурах. Преобразователь содержит

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, при измерении расходов ультразвуковым методом.

Целью изобретения является повышение надежности при высоких температурах.

На фиг. 1 показан преобразователь; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Преобразователь содержит корпус 1, в котором соосно расположены пьезоэлемент 2, рабочая и тыльная поверхности которого связаны с помощью промежуточных клеевых слоев 3 с протектором 4 и демпфером 5 соответственно, пружину 6, прижатую к демпферу 5 крышкой корпуса 7, изоляционную втулку 8, расположенную коаксиально корпусу 1 и прилегающую к его внутренней поверхности, высокочастотный разъем 9, обеспечивающий подвод электрического напряжения к электродам пьезоэлемента.

„„Sg„. 1630856 А1 (51)5 В 06 В 1/06

2 корпус 1, пьезоэлемент 2, рабочая и тыльная поверхности которого связаны с помощью промежуточных клеевых слоев 3 с протектором 4 и демпфером 5 соответственно. Пружина 6 прижата к демпферу крышкой корпуса 7. Изоляционная втулка 8 контактирует с внутренней поверхностью корпуса. Высокочастотный разъем 9 и все перечисленные выше элементы расположены в корпусе соосно. Гальваническая связь поверхностей пьезоэлемента с демпфером и протектором осуществляется посредством металлических тканых сеток, толщина которых равна толщине соответствующих промежуточных клеевых слоев, представляющих собой силикатную композицию. При запитке пьезоэлемента 2 его колебания передаются через протектор в контролируемую среду. 2 ил.

Гальваническая связь рабочей поверхности пьезоэлемента 2 с металлическим протектором 4 осуществляется с помощью выступов (уток) тканой металлической сетки, толщина которой равна толщине промежуточного клеевого слоя (фиг. 2). Протектор может быть выполнен как одно целое с корпусом преобразователя (сварное соединение) или соединен с ним посредством резьбы.

Электрическая связь электрода тыльной поверхности пьезоэлемента 2 и высокочастотного разъема 9 осуществляется через тканую металлическую сетку, установленную в промежуточном клеевом слое 4, прилегающем к тыльной поверхности пьезоэлемента. Демпфер может быть выполнен металлическим и неметаллическим. Полученный таким образом твердый акустический контакт требует поджима соединения элементов преобразователя, что осуществляется с помощью пружины 6 и крышкой корпуса 7!

630856

Формула изобретения фиг. 2 фиг. 1

Составитель И. Игумнова

Редактор А. Ревин Техред А. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 513 Тираж 277 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 при давлении 15 — 50 кг/см для исключения в дальнейшем возможных расслоений. Изоляционная втулка 8 предназначена для изоляции тканой металлической сетки от корпуса 1 преобразователя при выступании ее по наружному периметру, а также в случае применения металлического демпфера. Промежуточные клеевые слои представляют собой силикатную композицию.

Предлагаемый преобразователь выполнен следующим образом.

Защитный стакан, образованный соединением корпуса 1 и протектора 4 с помощью сварки, выполнен из титана марки ВТЗ вЂ” 1, термический коэффициент линейного расширения которого составляет 9 10 град .

Клеевая композиция (цементная связка) выполнена из алюмосиликатного связующего и порошка феррита бария в качеств е наполнителя. Термический коэффициент линейного расширения цемента составляет (10 — 14) 106 град . Термический коэффициент линейного расширения пьезокерамики, например ЦТС вЂ” 26, составляет (4,5—

7,5) ° 10 град .

Данный коэффициент для тканой металлической сетки, например стальной никелевой, составляет 7,9 10 град 1. Диаметр проволоки выбран равным 0,6 — 0,7 мм при выборе четвертьволновой толщины промежуточных клеевых слоев на резонансной частоте преобразователя 1,5 МГц.

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче рабочего импульса на пьезоэлемент 2 звуковая волна через промежуточный клеевой слой 3 и протектор 4 уходит в контролируемую среду. С тыльной стороны пьезоэлемента 2 звуковая волна, проходя через промежуточный клеевой слой 3, принимается демпфером 5, где гасится. На границах пьезоэлемент — промежуточный клеевой слой — протектор и пьезоэлемент— промежуточный клеевой слой — демпфер отражения. будут незначительны, так как импедансы металлической сетки близки к импедансу пьезокерамики. Осуществление твердого акустического контакта с помощью клеевой композиции, армированной металлической сеткой, обеспечивает стойкость соединения элементов преобразователя к циклическим перепадам температур, так как промежуточный клеевой слой, пьезоэлемент и протектор имеют термические коэффициенты линейного расширения одного порядка.

Ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус и расположенные в нем соосно пьезоэлемент, демпфер, протектор, 20 пружину, изоляционную втулку, высокочастотный разъем, причем протектор и демпфер через промежуточные клеевые слои связаны с рабочей и тыльной сторонами пьезоэлемента соответственно, изоляционная втулка контактирует с внутренней поверхностью корпуса, а пружина расположена между демпфером и подвижной крышкой корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при высоких температурах, промежуточные клеевые слои выполнены в виде

Зр силикатной клеевой композиции, а между поверхностями пьезоэлемента и обращенными к ним поверхностями демпфера и протектора установлены тканые металлические сетки, толщины которых равны толщинам промежуточных клеевых слоев, расположенных соотЗ5 вественно между поверхностями демпфера, пьезоэлемента и протектора.