Электроакустический преобразователь

 

Ф

Вое о и 1 з о я

Эйтьнуфф»- т °, с ° с ете, м

ОП ИСА — И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ пц 445I76

Своа Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 09.06.72 (21) 1796181/18-10 с присоединением заявки № (51) М. Кл. Н 04г 17/00

Н 04г i/44

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо донам изобретений н открытий (32) Приоритет (53) УДК 534.232(088.8) Опубликовано 30.09.74. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 25.03.75 (72) Авторы изобретения

А. А. Ананьева и Г. И. Гусакова (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к устройствам для возбуждения звуковых и ультразвуковых колебаний и может применяться, например, в гидроакустике.

Известен электроакустический преобразователь, содержащий цилиндрический пьезоактивный элемент с массами и центральным стержнем, выполненными из пассивного материала.

Цель изобретения — расширение спектра рабочих частот.

Это достигается тем, что пьезоактивный элемент полярнзован с обеспечением радиальных колебаний, на наружной цилиндрической поверхности его установлен бандаж, например, из стекловолокна, а сопряжение центрального стержня с пьезоактивным элементом выполнено с натягом.

Таким образом, предлагаемый преобразователь представляет собой две связанные между собой механические колебательные системы.

Первая из них состоит нз стержня с массами, причем стержень и массы изготовлены из насснвного материала, например стали. Вторая колебательная система является пьезоактивным цилиндром, металлизацня и поляризация которого выполнены так, что цилиндр совершает радиальные колебания. Пьезокерамическое кольцо насажено на стержень с натягом, чем достигается механическая связь между колебательными системами.

Составление преобразователя из двух колебательных систем обеспечивает возможность работы на двух основных резонансных частотах.

Поскольку в предлагаемом преобразователе стержень сделан из пассивного материала, снижение резонансной частоты, определяемой первой механической системой, и связанное с этим уменьшение сечения стержня не приво10 дят к понижению механической прочности и излучаемой мощности преобразователя.

На чертеже показан предлагаемый преобразователь в разрезе.

15 Цилиндрический пьезоактивный элемент с натягом надет на металлический стержень

2, к торцам которого присоединены, напри мер приклеены, массы 3 из пассивного материала. Цилиндр склеен из пьезокерамических

20 призм, металлизованных по поверхностям соединения призм, причем соприкосающиеся поверхности призм имеют одноименный знак поляризации, Часть призм цилиндра может быть выполнена из пассивного материала с

25 малой скоростью продольной звуковой волны.

На наружной боковой поверхности цилиндра нанесено покрытие 4, намотанное стекловолокном с натягом.

Преобразователь работает следующим об30 разом.

Предмет изобретения

Составитель В. Лаптев

Техред Т. Миронова

Редактор И, Грузова

Корректор Jl. Орлова т

3 аказ Я@() Тираж . 7 11одписиое

11ИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открцтнй

Москва, И035, Раушская наб„4!

1редпрнятне Патент, Москва, Г-69, Бережковская наб., 24

При подаче возбуждающего электрического напряжения на пьезоактивный цилиндр на его внутренней поверхности по всей высоте возникают механические напряжения радиального направления, которые передаются пассивному стержню благодаря жесткой посадке пьезоактивного цилиндра на стержень. Стержень при действии сжимающих или растягивающих усилий íà его боковую поверхность изменяет свою длину. Таким образом, ради- 10 альные механические колебания пьезоактивного цилиндрического кольца преобразуются в продольные колебания торцов пассивного стержня. Смещения торцов стержня передаются соединенным с ним массам, которые при 15 соприкосновении своими наружными поверхностями со средой создают в ней звуковую волну.

Покрытие 4 образует при наматывании его с натягом на пьезоактивное кольцо сжимаю- 20 щие статические напряжения, которые упрочняют кольцо и повышают предел допустимых механических динамических напряжений.

Радиальные колебания пьезоактивного цилиндра имеют различную величину в зависи- 25 мости or частоты возбуждающего электриче76

4 ского напряжения и наибольшей величины достигают на частоте, соответствующей радиальному резонансу пьезоактивного кольца с учетом реакции связанной пассивной механической системы, состоящей из стержня и масс, Радиальные колебания цилиндра, преобразованные в продольные колебания стержня, на излучающей поверхности масс увеличиваются в Q раз, где Q — добротность пассивной механической системы на резонансной частоте этой системы.

Электроакустический преобразователь, содержащий цилиндрический пьезоактивный элемент с массами и центральным стержнем, выполненными из пассивного материала, отличающийся тем, что, с целью расширения спектра рабочих частот, пэезоактивный элемент поляризован собеспечением радиальных колебаний, на наружной цилиндрической поверхности его установлен бандаж, например, из стекловолокна, а сопряжение центрального стержня с пьезоактивным элементом выполнено с натягом.