Электроакустический преобразователь
Изобретение относится к измерительной и экспериментальной технике. Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя. Преобразователь содержит полый корпус из пьезоматериала. Сечение корпуса преобразователя, перпендикулярное его продольной оси, выполнено овальным, электроды на наружной поверхности размещены попарно соосно малой и большой осям сечения и образуют два канала излучения - приема акустических колебаний . 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sl)5 G 01 N 29/24
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ ССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4810879/28 (22) 06.04.90 (46) 30.11.92. Бюл. М 44 (71} Донецкий государственный университет (72) СЛ.Клопенко (56) Авторское свидетельство СССР
N. 1364970, кл. G 01 N 29/00, 1988.
Авторское свидетельство СССР й. 1226283, кл. G 01 N 29/02, 1981. (54) ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к измерительной и экспериментальной технике и может быть использовано для измерения скорости звука в жидких средах.
Известен электроакустический преобразователь измерителя скорости звука, в котором в качестве преобразователя используют пьезоэлектрический кольцевой преобразователь с электродами на его боковых поверхностях, контролируемую жидкость размещают внутри его, возбуждают акустические колебания в жидкости, с учетом величины базы акустического канала, измеряя время распространения акустических колебаний в нем, определяют искомый параметр, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электроакустический преобразователь устройства для определения сплошности двухфазных жидких сред, выполненный в виде полого пьезокерамического цилиндра, внутренняя полость которого предназначена для размещения контролируемой жидкости, на внеш„„5U„„1778681 А1 (57) Изобретение относится к измерительной и экспериментальной технике, Цель изобретения — повышение чувствительности преобразователя. Преобразователь содержит полый корпус из пьезоматериала.
Сечение корпуса преобразователя, перпендикулярное его продольной оси, выполнено овальным, электроды на наружной поверхности размещены попарно соосно малой и большой осям сечения и образуют два канала излучения — приема акустических колебаний. 1 ил. ней поверхности цилиндра размещены равномерно чередующиеся электроды.
Недостатком таких электроакустических преобразователей является низкая чувствительность. обусловленная отсутствием компенсации погрешностей, вносимых электроакустическим преобразователем под воздействием температуры и давления контролируемой жидкости.
Цель изобретения — повышение чувствительности.
Это достигается тем, что в преобразователе, содержащем полый корпус из пьезоматериала, на внутренней поверхности которого размещен сплошной электрод, а на наружной — несколько изолированных друг от друга электродов, сечение корпуса преобразователя, перпендикулярное его продольной оси, выполнено овальным, электроды на наружной поверхности размещены попарно соосно малой и большой осям сечения и образуют два канала излучения — приема акустических колебаний, 1778681
На чертеже схематически показано предложенное устройство.
Устройство содержит электроакустический преобразователь 1, электрически соединенный с электронным измерителем 2 скорости звука. Внутренняя часть электроакустического преобразователя 1 металлизирована и является заземленным внутренним электродом 3. Симметрично большой оси овала размещен наружный электрод первого акустического канала 4, а симметрично малой оси вала — наружный электрод второго акустического канала 5, Электроды акустических каналов 4 и 5 электрически соединены с коммутатором каналов 6, который через необходимые интервалы времени поочередно подключает тот или иной акустический канал к входу электронного измерителя 2 скорости звука.
Устройство работает следующим образом.
Электронный измеритель 2 скорости звука через коммутатор каналов 6 подключен к одному из акустических каналов, например, первому, После того, как будет коммутатором каналов 6 отсчитано необходимое для измерения частоты следования количество импульсов синхрокольца первого акустического канала, KOMMóòàòîð каналов 6 переключит электронный измеритель
2 скорости звука на второй акустический канал.
В обычном импульсно-циклическом измерителе чувствительность и точность зависят от величин погрешностей, вносимых набегающим потоком Л С, воздействием температуры и давления на размеры акустической базы ЛC>,p.,наличием протектора
Л C> .паразитным временем задержки в электронных цепях Л С, влиянием пристенных застойныхслоев исследуемой жидкости, особенно вязкой или липкой АСж.
В первом акустическом канале с длиной акустической базы !1, генерируется частота циркуляции зондирующего ультразвукового импульса с частотой f1, во втором акустическом канале с длиной акустической базы г — с частотой fz.
Время одного периода для каждого канала суммируется из следующих составляющих:
Тп = А.Б с где Тл — время периода. с; тч — задержка, вносимая набегающим потоком, с; тт,р — задержка, вносимая дестабилизирующим воздействием температуры и давления на величину акустической базы, с; тг — задержка, вносимая протектором, с; тэ — задержка в электронных цепях, с; тж — задержка, вносимая пристенным слоем жидкости с температурой, отличной от температуры исследуемой в данный момент жидкости, с; ! д Б. — длина акустической базы, м; с — скорость звука в исследуемой жидкости, м/с. Тогда разность величин периодов первого и второго акустических каналов будет представлять Л Л = 4 Ч + Л h,р + Л сП + Л ТЗ + 15 + т + ! с и задержки, вносимые потоком, протектором, пристенными слоями жидкости полностью компенсируются, а с учетом теплового и барического изменения величины акустической базы и небольшого изменения величины паразитной задержки в электронных цепях при изменении частоты следования зондирующих ультразвуковых импульсов скорости звука в жидкости равна 25 с=А!(1 ч-астТ) — м/с, (г! f2) где Л I = I - l2 — разность длин акустинескик баз, м; к Лt = гз — хз — измене. ие времени задержки в электронных цепях при изменении частоты следования ультразвуковых зондирующих импульсов, с. Например, в случае длины акустической базы 0,03 м, скорости набегающего потока 1 м/с, исследуемой жидкости — морской воде, погрешности, вносимые набегающим l1oToK0M GocTBBJIHIoT Л сну = 3, 510 M/c, Л ст р =3 1 0 м/с; Лсп =3 10 мlс; Л сэ =6 1 0 м/с, в случае двух каналов -2 все компоненты погрешностей, кроме погрешностей разности двух акустических баз и разности погрешностей времен задержек в электронных цепях, равны нулю, а 45 Л Cr,p — Л Ст,р = 10 " M/ñ; Д С" 10 — 3 „/ Использование изобретения позволяет проводить измерения параметров исследуемых жидких сред с компенсацией временных паразитных задержек, ограничивающих чувствительность устройства, Формула изобретения Электроакустический преобразователь, содержащий полый корпус из пьезоматериала, на внутренней поверхности которого размещен сплошной электрод, а на наружной — несколько изолированных друг от друга электродов, о тл и ч а ю шийся тем, что, 1778681 Составитель С. Клопенко Редактор Т. Полионова Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н Кешеля Заказ 4190 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, )i<-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 с целью повышения чувствительности, сечение корпуса преобразователя, перпендикулярное к его продольной оси, выполнено овальным, электроды на наружной поверхности размещены попарно, соосно с малой и большой осями сечения и образуют два канала излучения — приема акустических колебаний.
