Ультразвуковой преобразователь



Ультразвуковой преобразователь
Ультразвуковой преобразователь
Ультразвуковой преобразователь
Ультразвуковой преобразователь
Ультразвуковой преобразователь

 


Владельцы патента RU 2566536:

КРОНЕ АГ (CH)

Использование: в качестве существенной части ультразвукового расходомера. Сущность изобретения заключается в том, что корпус (1) преобразователя имеет ультразвуковое окно (3), корпусную трубку и корпусной фланец (5), и преобразовательный элемент (2) предусмотрен либо на обращенном к среде, интенсивность расхода которой необходимо измерять, конце корпусной трубки, либо на обращенном от среды, интенсивность расхода которой необходимо измерять, конце корпусной трубки, и причем ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью крепления на держателе (6) преобразователя с помощью корпусного фланца (5) и для этого корпусной фланец (5) корпуса (1) преобразователя выполнен с возможностью зажима между фланцем (7) держателя держателя (6) преобразователя и контрфланцем (8) с помощью стяжных болтов (9) и контргаек (10), при этом корпусной фланец (5) корпуса (1) преобразователя на его обращенной к контрфланцу (8) стороне имеет внешний контур (12), который допускает затяжку контрфланца (8) по отношению к корпусному фланцу (5) корпуса (1) преобразователя без перекоса корпусного фланца (5). Технический результат: обеспечение возможности затяжки контрфланца без перекоса корпусного фланца. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к ультразвуковому преобразователю в качестве существенной части ультразвукового расходомера, с корпусом преобразователя и с преобразовательным элементом, причем корпус преобразователя имеет ультразвуковое окно, корпусную трубку и корпусной фланец, и преобразовательный элемент предусмотрен либо на обращенном к среде, интенсивность расхода которой необходимо измерять, конце корпусной трубки, либо на обращенном от среды, интенсивность расхода которой необходимо измерять, конце корпусной трубки и причем ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью крепления на держателе преобразователя с помощью корпусного фланца и для этого корпусной фланец корпуса преобразователя выполнен с возможностью зажима между фланцем держателя держателя преобразователя и контрфланцем с помощью стяжных болтов и контргаек.

В промышленности придается особое значение измерительной, управляющей, регулирующей технике и технике автоматизации. Это относится, прежде всего, к измерительной технике, которая является основой управляющей, регулирующей техники и техники автоматизации. Важной областью измерительной техники является расходомерная техника (ср. с развернутым изложением профессора, доктора естественных наук Отто Фидлера (Otto Fiedler) „Stromungs- und Durchfluβmeβtechnik", R. Oldenbourg Verlag München 101992). Для расходомерной техники особое значение имеют (см. „Stromungs- und Durchfluβmeβtechnik", там же) устройства для измерения расхода по механическим принципам действия, прежде всего поплавковые расходомеры и кориолисовые расходомеры, тепловые расходомеры, магнитно-индукционные расходомеры, а также ультразвуковые расходомеры.

В ультразвуковых расходомерах используется эффект, заключающийся в том, что в транспортируемой по измерительной трубе среде на скорость распространения звукового сигнала налагается скорость транспортировки среды. Таким образом, если среда транспортируется в направлении звукового сигнала, то измеренная скорость распространения звукового сигнала по отношению к измерительной трубе больше, чем в покоящейся среде, а если среда транспортируется против направления звукового сигнала, то скорость звукового сигнала по отношению к измерительной трубе меньше, чем в покоящейся среде. Вследствие эффекта сопутствующего движения время распространения звукового сигнала между передатчиком звука и приемником звука - передатчик звука и приемник звука являются ультразвуковыми преобразователями - зависит от скорости транспортировки среды относительно измерительной трубы и, следовательно, относительно ультразвукового преобразователя, то есть относительно передатчика звука и приемника звука.

В остальном в современном состоянии техники, из которого исходит изобретение, ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью крепления на держателе преобразователя с помощью его корпусного фланца. Для этого корпусной фланец зажимается между фланцем держателя держателя преобразователя и контрфланцем, а именно с помощью стяжных болтов и контгаек.

Прежде всего тогда, когда среда, интенсивность расхода которой необходимо измерить, имеет высокую температуру, но, прежде всего, находится под высоким давлением, крепление ультразвукового преобразователя на держателе преобразователя должно удовлетворять высоким требованиям - оно должно быть, прежде всего, герметичным под давлением. При этом невозможно предотвратить то, чтобы, как показано на фиг.1, при затягивании стяжных болтов контрфланец приобретал выпуклость и, как это тоже показано на фиг.1, выпуклость контрфланца приводила к выпуклости корпусного фланца корпуса преобразователя. С этим связана особенная нагрузка на корпусной фланец корпуса преобразователя, а также особенная нагрузка на уплотнительное кольцо, которое предусмотрено между корпусным фланцем корпуса преобразователя и фланцем держателя держателя преобразователя.

Следовательно, в основе изобретения лежит задача такого выполнения и усовершенствования ультразвукового преобразователя, из которого исходит изобретение, чтобы раскрытая ранее проблема более не возникала.

Ультразвуковой преобразователь согласно изобретению, в котором ранее выведенная и раскрытая задача решена, отличается, прежде всего, и, по существу, тем, что корпусной фланец корпуса преобразователя на его обращенной к контрфланцу стороне имеет внешний контур, который допускает затяжку контрфланца без перекоса корпусного фланца. То есть согласно изобретению обеспечивается то, что может появиться возникающая при затяжке контрфланца по отношению к корпусному фланцу корпуса преобразователя выпуклость контрфланца, но при этом корпусной фланец корпуса преобразователя не должен «уступать» выпучиванию контрфланца. То есть другими словами, должно быть обеспечено, чтобы возникающая при затяжке контрфланца по отношению к корпусному фланцу корпуса преобразователя выпуклость контрфланца могла вдаваться внутрь в области, в которой материал корпусного фланца корпуса преобразователя отсутствует.

То, что было разъяснено, в общем, ранее, может быть реализовано в деталях посредством того, что корпусной фланец на его обращенной к контрфланцу стороне имеет ступенчатый или скошенный внешний контур.

Особенно предпочтительной является форма выполнения ультразвукового преобразователя согласно изобретению, в котором корпусной фланец корпуса преобразователя на его обращенной к контрфланцу стороне имеет закругленный внешний контур. Преимущественным образом внешний контур корпусного фланца на его обращенной к контрфланцу стороне имеет внешний контур с радиусом закругления, который допускает перекатывание контрфланца по закругленному внешнему контуру корпусного фланца.

При данных обстоятельствах имеются различные возможности выполнения и усовершенствования ультразвукового преобразователя согласно изобретению в деталях. Для этого делается ссылка на зависящие от пункта 1 формулы изобретения пункты формулы изобретения и на описанные в дальнейшем в сочетании с фигурами и представленные на фигурах примеры выполнения.

На фигурах показано:

Фиг.1 - известный ультразвуковой преобразователь;

Фиг.2 - первый пример выполнения ультразвукового преобразователя согласно изобретению;

Фиг.3 - второй пример выполнения ультразвукового преобразователя согласно изобретению;

Фиг.4 - третий, предпочтительный пример выполнения ультразвукового преобразователя согласно изобретению;

Фиг.5 - изображенный на фиг.4 пример выполнения ультразвукового преобразователя согласно изобретению с затянутыми стяжными болтами, то есть в затянутом состоянии.

Как изложено далее, на фиг.1 показан относящийся к современному состоянию техники ультразвуковой преобразователь, тогда как на фигурах 2-5 показаны соответствующие изобретению ультразвуковые преобразователи. Для всех изображенных ультразвуковых преобразователей имеет силу то, что каждый из них представляет собой существенную часть не изображенного в остальном ультразвукового расходомера и имеет корпус 1 преобразователя и преобразовательный элемент 2. Корпус 1 преобразователя имеет ультразвуковое окно 3, корпусную трубку 4 и корпусной фланец 5.

Во всех ультразвуковых преобразователях, которые показаны на фигурах, преобразовательный элемент 2 соответственно предусмотрен на обращенном к среде, интенсивность расхода которой должна быть измерена, конце корпусной трубки 4. В отличие от этого преобразовательный элемент 2 может быть предусмотрен на обращенном от среды, интенсивность расхода которой должна быть измерена, конце корпусной трубки 4. Подобная форма выполнения ультразвукового преобразователя, в котором преобразовательный элемент предусмотрен на обращенном от среды, интенсивность расхода которой должна быть измерена, конце корпусной трубки, описана и изображена, например, в описании германского патента 19812458. По поводу того, когда и почему выбирают подобную форму выполнения, делается ссылка на ранее названное, предварительно опубликованное печатное издание.

Как показано на всех фигурах, ультразвуковой преобразователь с помощью корпусного фланца 5 закреплен на держателе 6 преобразователя. Для этого корпусной фланец 5 корпуса 1 преобразователя зажат между фланцем 7 держателя держателя 6 преобразователя и контрфланцем 8 с помощью стяжных болтов 9 и контргаек 10.

Из фиг.1 можно сделать вывод о лежащей в основе изобретения проблеме. Затяжка контрфланца 8 по отношению к корпусному фланцу 5 корпуса 1 преобразователя с помощью стяжных болтов 9 и контгаек 10 привела к образованию выпуклости контрфланца 8. Выпуклость контрфланца 8 привела также непосредственно к выпуклости корпусного фланца 5 корпуса 1 преобразователя. Из этого вытекает, как показано на фиг.1, высокое напряжение в корпусном фланце 5 корпуса 1 преобразователя, а также высокое напряжение в предусмотренном между корпусным фланцем 5 корпуса 1 преобразователя и фланцем 7 держателя держателя 6 преобразователя уплотнительном кольце 11. Согласно изобретению теперь обеспечивается то, что корпусной фланец 5 корпуса 1 преобразователя на его обращенной к контрфланцу 8 стороне имеет внешний контур 12, который допускает затяжку контрфланца 8 без перекоса корпусного фланца 5.

В примере выполнения согласно фиг.2 корпусной фланец 5 корпуса 1 преобразователя имеет на его обращенной к контрфланцу 8 стороне ступенчатый внешний контур 12. В примере выполнения согласно фиг.3 корпусной фланец 5 корпуса 1 преобразователя на его обращенной к контрфланцу 8 стороне имеет скошенный внешний контур 12.

Совершенно особенно предпочтительный пример выполнения ультразвукового преобразователя согласно изобретению показан на фигурах 4 и 5. В данном примере выполнения корпусной фланец 5 на его обращенной к контрфланцу 8 имеет стороне закругленный внешний контур 12. При этом предусмотренный на обращенной к контрфланцу 8 стороне корпусного фланца 5 закругленный внешний контур 12 имеет радиус закругления, который допускает перекатывание контрфланца 8 по внешнему контуру 12 корпусного фланца 5. Если сравнить изображенный на фигурах 4 и 5 пример выполнения ультразвукового преобразователя согласно изобретению с изображенным на фиг.1, относящимся к современному состоянию техники ультразвуковым преобразователем, то становится совершенно ясно, что было достигнуто согласно изобретению, а именно предотвращение чрезвычайной нагрузки на корпусной фланец 5 корпуса 1 преобразователя, а также предотвращение чрезвычайной нагрузки на уплотнительное кольцо 11, которое предусмотрено между корпусным фланцем 5 корпуса 1 преобразователя и фланцем 7 держателя держателя 6 преобразователя.

1. Ультразвуковой преобразователь в качестве существенной части ультразвукового расходомера, с корпусом (1) преобразователя и преобразовательным элементом (2), причем корпус (1) преобразователя имеет ультразвуковое окно (3), корпусную трубку (4) и корпусной фланец (5), и преобразовательный элемент (2) предусмотрен либо на обращенном к среде, интенсивность расхода которой необходимо измерять, конце корпусной трубки (4), либо на обращенном от среды, интенсивность расхода которой необходимо измерять, конце корпусной трубки (4), и причем ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью крепления на держателе (6) преобразователя с помощью корпусного фланца (5) и для этого корпусной фланец (5) корпуса (1) преобразователя выполнен с возможностью зажима между фланцем (7) держателя держателя (6) преобразователя и контрфланцем (8) с помощью стяжных болтов (9) и контргаек (10),
отличающийся тем, что
корпусной фланец (5) корпуса (1) преобразователя на его обращенной к контрфланцу (8) стороне имеет внешний контур (12), который допускает затяжку контрфланца (8) по отношению к корпусному фланцу (5) корпуса (1) преобразователя без перекоса корпусного фланца (5).

2. Ультразвуковой преобразователь по п.1, отличающийся тем, что корпусной фланец (5) корпуса (1) преобразователя на его обращенной к контрфланцу (8) стороне имеет ступенчатый внешний контур (12).

3. Ультразвуковой преобразователь по п.1, отличающийся тем, что корпусной фланец (5) корпуса (1) преобразователя на его обращенной к контрфланцу (8) стороне имеет скошенный внешний контур (12).

4. Ультразвуковой преобразователь по п.1, отличающийся тем, что корпусной фланец (5) корпуса (1) преобразователя на его обращенной к контрфланцу (8) стороне имеет закругленный внешний контур (12).

5. Ультразвуковой преобразователь по п.4, отличающийся тем, что внешний контур (12) корпусного фланца (5) корпуса (1) преобразователя имеет радиус закругления, который допускает перекатывание контрфланца (8) по внешнему контуру (12) корпусного фланца (5) корпуса (1) преобразователя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к блоку из ультразвукового преобразователя и держателя преобразователя. Блок из ультразвукового преобразователя (1) и держателя (2) преобразователя, причем ультразвуковой преобразователь (1) имеет корпус (3) преобразователя и преобразовательный элемент (4), причем корпус (3) преобразователя имеет ультразвуковое окно (5), корпусную трубку (6) и корпусный фланец (7), причем преобразовательный элемент (4) предусмотрен либо вблизи от ультразвукового окна (5) корпуса преобразователя или на удалении от ультразвукового окна корпуса преобразователя, причем держатель (2) преобразователя имеет фланец (8) держателя, и причем корпусный фланец (7) корпуса (3) преобразователя с помощью контрфланца (9) с промежуточным включением уплотнительного кольца (10) прижат к фланцу (8) держателя держателя (2) преобразователя.

Изобретение относится к акустике, в частности к пьезоэлектрическим преобразователям, снабженным мембраной. Преобразователь содержит генератор, цилиндрический корпус, соосно расположенные в нем круглый биморфный пьезоэлемент с выпуклой мембраной над ним и общий плоский кольцевой держатель, снабженный у основания выпуклой мембраны отштампованным на нем кольцевым V-образным диффузором с углом раскрытия от 15 до 60 град в радиальном сечении.

Изобретение относится к вибрационной технике. Вибратор содержит корпус и пьезоэлемент.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при разработке направленных эффективных волноводных преобразователей для гидроакустических средств различного назначения.

Использование: для контролируемого нагревания тканей тела с помощью высокоинтенсивного фокусированного ультразвука. Сущность изобретения заключается в том, что изогнутый высокоинтенсивный фокусированный ультразвуковой (HIFU) преобразователь содержит множество изогнутых композитных керамических пьезоэлектрических плиток, имеющих противоположные выпуклые и вогнутые поверхности, причем каждая плитка имеет электроды на поверхностях, электрически связанные с композитным керамическим пьезоэлектрическим материалом, и множество областей акустической передачи, находящихся на каждой плитке и возбуждаемых посредством электродов на выпуклой поверхности, причем области передачи и электроды акустически отделены от окружающих областей надрезами в композитном керамическом пьезоэлектрическом материале, при этом множество плиток подогнаны друг к другу, чтобы образовывать, по существу, непрерывную изогнутую композитную пьезоэлектрическую поверхность, которая передает HIFU акустическую энергию.

Использование: для контролируемого нагревания тканей тела с помощью высокоинтенсивного фокусированного ультразвука. Сущность изобретения заключается в том, что конвексный преобразователь высокоинтенсивного фокусированного ультразвука (HIFU) содержит конвексную пьезоэлектрическую антенную решетку, имеющую противоположные выпуклую и вогнутую заднюю поверхности, причем передняя поверхность содержит акустическую передающую поверхность, и множество электродов, расположенных на выпуклой задней поверхности, для применения электрических передающих сигналов к антенной решетке, и печатную плату, расположенную на отдалении от и напротив задней поверхности конвексной пьезоэлектрической антенной решетки, которая связывает электрические сигналы с электродами антенной решетки, причем пространство между печатной платой и конвексной пьезоэлектрической антенной решеткой содержит акустический воздушный задний проход пьезоэлектрической антенной решетки для воздушного охлаждения конвексной пьезоэлектрической антенной решетки и печатной платы.

Использование: для ультразвукового применения в текучей среде. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой преобразователь для применения в текучей среде включает в себя по меньшей мере один сердечник, который содержит по меньшей мере один электроакустический преобразующий элемент, и по меньшей мере один корпус, имеющий по меньшей мере две корпусные части, из которых по меньшей мере одна первая корпусная часть по меньшей мере частично окружает сердечник с обеспечением возможности доступа к тыльной, обращенной от текучей среды стороне электроакустического преобразующего элемента, а по меньшей мере одна вторая корпусная часть соединена с первой корпусной частью и в основном закрывает ультразвуковой преобразователь с его обращенной от текучей среды стороны, причем ультразвуковой преобразователь также содержит по меньшей мере одну контактную скобу для электрического контактирования электроакустического преобразующего элемента, в частности по существу формоустойчивую контактную скобу, причем контактная скоба проходит через вторую корпусную часть во внутреннее пространство ультразвукового преобразователя и в нем электрически соединена с электроакустическим преобразующим элементом, и контактная скоба соединена с первой корпусной частью, в частности с геометрическим и/или силовым замыканием.

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к конструированию волноводного направленного преобразователя, способного работать в полосе частот для гидроакустических средств различного назначения, в том числе и буксируемых, в качестве антенн систем: гидролокации, связи, навигации, профилирования, акустической томографии, подсветки подводной обстановки и т.д.

Использование: для неразрушающего контроля изделий. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой раздельно-совмещенный широкозахватный преобразователь содержит призмы-волноводы, установленную на первой призме излучающую пьезопластину и размещенные на второй призме в ряд в одной плоскости приемные пьезопластины, состыкованные друг с другом, а между излучающей и приемными пьезопластинами размещен электроакустический экран, при этом преобразователь оснащен вторым электроакустическим экраном и третьей призмой - волноводом, на которой размещены дополнительные приемные пьезопластины, причем третья призма расположена с противоположной стороны относительно первой призмы симметрично второй призме, приемные пьезопластины призм смещены относительно друг друга на половину их длины так, что стыки пьезопластин второй призмы располагаются напротив центра пластин, установленных на третьей призме, а второй электроакустический экран размещен между первой и третьей призмами.

Изобретение относится к области конструирования гидроакустической аппаратуры, в частности гидроакустических антенн, герметизированных полимерами. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности антенны в режимах излучения и приема.

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к конструкциям малогабаритных стержневых армированных пьезокерамических преобразователей, предназначенных для работы в составе многоэлементных антенн гидроакустических приемоизлучающих систем, например, для морского подводного оружия. Гидроакустический преобразователь содержит стержневой блок пьезокерамических элементов, тыльную и переднюю накладки, силовой массивный крепежный опорный элемент, соединенный с этими накладками, причем передняя накладка соединена посредством стержневого элемента, проходящего с зазором внутри цилиндрической части тыльной накладки, а тыльная накладка соединена посредством упругого пружинного конического кольцевого элемента, в зазоры над и под упругим пружинным коническим кольцевым элементом введены вязкоупругие элементы из акустически мягкого материала. Техническим результатом является обеспечение эффективного излучения, снижение воздействия гидростатического давления на пьезокерамический блок элементов и снижение чувствительности к корпусным вибрациям в режиме приема. 1 ил.

Использование: для измерения расхода высокотемпературной текучей среды. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой датчик содержит пьезоэлектрический вибратор, выполненный из ниобата лития и имеющий в качестве поверхности выхода поверхность, полученную путем поворота поверхности, перпендикулярной оси Υ кристалла ниобата лития, на угол 36°±2° вокруг оси X; демпфер, выполненный из титана; и соединяющий слой для соединения одной поверхности демпфера с поверхностью выхода; при этом соединяющий слой выполнен из серебра и стеклянной фритты, причем стеклянная фритта имеет коэффициент линейного расширения в диапазоне от 5×10-6 K-1 до 15×10-6 K-1. Технический результат: обеспечение возможности создания ультразвукового датчика, который содержит пьезоэлектрический вибратор, генерирующий ультразвуковую волну высокой мощности, который может использоваться в области высоких температур и предотвращает образование трещин в кристалле. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к метрологии. Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь содержит звукопровод, пустотелый цилиндрический корпус, пьезоэлемент с электродами, изолятор, установленный своей нижней поверхностью на верхней поверхности звукопровода, а верхней поверхностью - на нижней поверхности пьезоэлемента. Устройство содержит муфту, расположенную между пьезоэлементом и пружиной. Крышка контактирует с пружиной и содержит отверстие для вывода проводников. Муфта также имеет отверстие, через которое проходят проводники от электродов пьезоэлемента. При этом площадь контакта муфты с верхней поверхностью пьезоэлемента составляет от 5% до 50% верхней поверхности площади пьезоэлемента, удельное акустическое сопротивление материала муфты составляет 5%-17% от удельного акустического сопротивления материала пьезоэлемента, а пьезоэлемент, изолятор и звукопровод соединены акустически прозрачными слоями, пружина установлена с возможностью передачи прижимного усилия через муфту на пьезоэлемент, изолятор и звукопровод. Между пружиной и муфтой установлена металлическая втулка, а пространство между компонентами заполнено компаундом, имеющим низкое удельное акустическое сопротивление. Технический результат - увеличение коэффициента передачи акустической мощности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для исследования крупноструктурных и неоднородных материалов посредством ультразвука. Сущность изобретения заключается в том, что преобразователь содержит корпус, в котором расположены первый, второй, третий и четвертый пьезоэлементы. Второй пьезоэлемент установлен в корпусе симметрично первому пьезоэлементу относительно акустической оси преобразователя, четвертый пьезоэлемент расположен в корпусе симметрично третьему пьезоэлементу относительно акустической оси преобразователя, расстояние от первого пьезоэлемента до второго пьезоэлемента выбирается равным расстоянию от третьего пьезоэлемента до четвертого пьезоэлемента, а расстояния от первого пьезоэлемента до третьего пьезоэлемента выбирается равным расстоянию от первого пьезоэлемента до четвертого пьезоэлемента. Корпус снабжен протектором для контактирования с поверхностью контролируемого изделия в точке. Электрический вывод первого пьезоэлемента и электрический вывод второго пьезоэлемента соединены между собой противофазно и образуют первый электрический вывод ультразвукового низкочастотного преобразователя, электрический вывод третьего пьезоэлемента и электрический вывод четвертого пьезоэлемента соединены между собой противофазно и образуют второй электрический вывод ультразвукового низкочастотного преобразователя. После установки ультразвукового низкочастотного преобразователя острым рабочим торцом протектора на исследуемую поверхность изделия к электрическому выводу подводят возбуждающее напряжение U1(t) и к электрическому выводу подводят возбуждающее напряжение U2(t), снимают с этих электрических выводов принятые сигналы для дальнейшей амплитудно-фазовой обработки в приемном тракте. Технический результат: расширение функциональных возможностей и области применения преобразователя. 5 ил.
Наверх