Электроакустический преобразователь

Изобретение относится к акустике, в частности к пьезоэлектрическим электроакустическим преобразователям. Электроакустический преобразователь содержит генератор переменного напряжения, цилиндрический корпус, соосно расположенные в нем круглый биморф с двумя пьезоэлементами, скрепленный с выпуклой мембраной над ним и общим плоским кольцевым держателем, снабжен над выпуклой мембраной акустическим отражательным экраном с периферийными узлами соосного крепления его к цилиндрическому корпусу. Технический результат – повышение акустического давления в 2 раза, сужение диаграммы направленности излучения акустических колебаний, повышение КПД, увеличение дальности действия. 2 ил.

 

Изобретение относится к пьезоэлектрическим электроакустическим преобразователям и может использоваться в качестве источника акустических колебаний с повышенным акустическим давлением, например, в системах звукового оповещения, охранной и пожарной сигнализации, излучателях акустических колебаний дальнего действия и в других целях.

Известен электроакустический преобразователь, содержащий генератор переменного напряжения, цилиндрический корпус (в аналоге не упомянут как несущественный для него признак, показано лишь его основание), соосно расположенные в нем круглый пьезоэлемент (это может быть и пьезоблок, например биморф с двумя пьезоэлементами), скрепленный с выпуклой мембраной над ним, и держатель (RU 2014758 С1 5, H04R 17/00, 15.06.94).

Технический недостаток известного электроакустического преобразователя: обладает недостаточно высоким акустическим давлением излучаемых колебаний вследствие потерь механических колебаний при креплении центральной части пьезоэлемента на корпусе, излучает акустические колебания с шириной диаграммы направленности более 30 гр.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и решаемой задаче является электроакустический преобразователь, содержащий генератор переменного напряжения, цилиндрический корпус, соосно расположенные в нем круглый биморф с двумя пьезоэлементами, скрепленный с выпуклой мембраной над ним и общим плоским кольцевым держателем (RU 71496 U16, H04R 17/00, 10.03.2008).

Технический недостаток известного электроакустического преобразователя: недостаточное акустическое давление, широкая диаграмма направленности излучаемых акустических колебаний, недостаточные коэффициент полезного действия (КПД) и дальность действия, не имеет механической защиты выпуклой мембраны и общего плоского кольцевого держателя от внешних механических воздействий.

Техническая задача: увеличение акустического давления излучаемых колебаний, сужение диаграммы направленности излучения акустических колебаний, повышение КПД, увеличение дальности действия, повышение механической прочности корпуса и защищенности выпуклой мембраны и общего плоского кольцевого держателя от внешних механических воздействий.

Согласно изобретению электроакустический преобразователь, содержащий генератор переменного напряжения, цилиндрический корпус, соосно расположенные в нем круглый биморф с двумя пьезоэлементами, скрепленный с выпуклой мембраной над ним и общим плоским кольцевым держателем, снабжен над выпуклой мембраной акустическим отражательным экраном с периферийными узлами соосного крепления его к цилиндрическому корпусу.

На фиг. 1 показан электроакустический преобразователь, общий вид в диаметральном разрезе А-А согласно фиг. 2.

Электроакустический преобразователь содержит генератор переменного напряжения 1, цилиндрический корпус 2, соосно расположенные в нем круглый биморф 3 с двумя пьезоэлементами, скрепленный с выпуклой мембраной 4 над ним и общим плоским кольцевым держателем 5 (одновременно выполняет функции мембраны), а над выпуклой мембраной 4 - акустический отражательный экран 6 (показан плоский, но может быть вогнутый или в виде конуса) с периферийными узлами соосного крепления 7 (например, лепестками, на фиг. 1 не заштрихованы как крепежные элементы) его к цилиндрическому корпусу 2. В совокупности выпуклая мембрана 4 и акустический отражательный экран 6 образуют круглый рупор, направляющий сфазированные акустические колебания к выходу электроакустического преобразователя.

В исходном состоянии генератор переменного напряжения 1 выключен. Устройство не излучает акустические колебания.

Электроакустический преобразователь работает следующим образом.

От генератора переменного напряжения 1 электрические сигналы поступают к биморфу 3 с двумя пьезоэлементами, который одновременно возбуждает механические колебания на поверхности выпуклой мембраны 4 и общего плоского кольцевого держателя 5. Воздействуя на воздушную среду в акустическом преобразователе, выпуклая мембрана 4 возбуждает в ней акустические колебания, направленные вдоль оси 8. В силу того, что акустические колебания от выпуклой мембраны 4 и плоского кольцевого держателя 5 различны по фазе, их результирующие амплитуды вызывают понижение акустического давления на выходе пьезоэлектрического преобразователя. Этот недостаток устраняет акустический отражательный экран 6, который направляет акустические колебания от выпуклой мембраны 4 в сторону общего плоского кольцевого держателя 5 и тем самым обеспечивается сфазированное взаимодействие акустических колебаний от выпуклой мембраны 4 и общего плоского кольцевого держателя 5, что повышает акустическое давление на выходе преобразователя.

Данное изобретение согласно экспериментальным исследованиям увеличивает акустическое давление на выходе электроакустического преобразования в 2 раза (и даже несколько выше), сужает диаграмму направленности излучения акустических колебаний, повышает КПД, увеличивает дальность действия, повышает механическую прочность корпуса и защищенность выпуклой мембраны и общего плоского кольцевого держателя от внешних механических воздействий.

Таким образом, решена техническая задача: увеличение акустического давления излучаемых колебаний, сужение диаграммы направленности излучения, повышение КПД, увеличение дальности действия, повышение механической прочности корпуса и защищенности выпуклой мембраны и общего плоского кольцевого держателя от внешних механических воздействий.

Электроакустический преобразователь, содержащий генератор переменного напряжения, цилиндрический корпус, соосно расположенные в нем круглый биморф с двумя пьезоэлементами, скрепленный с выпуклой мембраной над ним и общим плоским кольцевым держателем, отличающийся тем, что он снабжен над выпуклой мембраной акустическим отражательным экраном с периферийными узлами соосного крепления его к цилиндрическому корпусу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к акустике, в частности к пьезоэлектрическим электроакустическим преобразователям. Преобразователь содержит соосно скрепленные диффузородержатель, диффузор, волновод с жестко сопряженным с ним биморфным пьезоэлементом, проводники к источнику электрических колебаний.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к пьезоэлектрическим преобразователям. Пьезоэлектрический преобразователь содержит металлический корпус, имеющий цилиндрическую полость, в которой соосно полости последовательно от замыкающей стенки размещены протектор, пьезоэлемент, опорное кольцо и ниппель с отверстием, а также проводники, соединяющие электроды пьезоэлемента с сигнальным кабелем или разъемом.

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.

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.

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.

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.

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).

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 предназначено для использования при дефектоскопии, структуроскопии и толщинометрии изделий из бетона и горных пород. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой преобразователь содержит пьезоэлемент с плоской рабочей поверхностью, первая и вторая боковые поверхности которого выполнены плоскопараллельными и ориентированы перпендикулярно рабочей поверхности, пьезоэлемент поляризован перпендикулярно боковым поверхностям, а электроды нанесены на боковые поверхности, при этом каждый из электродов на боковых поверхностях разделен на N идентичных секций, причем первая секция электрода второй боковой поверхности электрически соединена с второй секцией первой боковой поверхности, N-1 секция электрода второй боковой поверхности электрически соединена с N секцией первой боковой поверхности, а первая секция электрода первой боковой поверхности и N секция электрода второй боковой поверхности являются выходами пьезопреобразователя. Технический результат: повышение эффективности работы ультразвукового преобразователя в режиме приема. 1 ил.

Изобретение относится к акустике, в частности к пьезоэлектрическим электроакустическим преобразователям. Электроакустический преобразователь содержит генератор переменного напряжения, цилиндрический корпус, соосно расположенные в нем круглый биморф с двумя пьезоэлементами, скрепленный с выпуклой мембраной над ним и общим плоским кольцевым держателем, снабжен над выпуклой мембраной акустическим отражательным экраном с периферийными узлами соосного крепления его к цилиндрическому корпусу. Технический результат – повышение акустического давления в 2 раза, сужение диаграммы направленности излучения акустических колебаний, повышение КПД, увеличение дальности действия. 2 ил.

Наверх