Ультразвуковой датчик

 

О П И-С- А"--Н-И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Уеспубпик ол 485375

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.07.72 @1) 1807169/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано25.09.75 Бюллетень № З5

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делан изооретений и открытий (Щ УД 621.084..4(088.8) (45) Дата опубликования описания 19.12.75

M. М. Маловичко и В. М. Морозов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5 4) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДА ТЧИ К датчика излученный сигнал распространяе i" ся с большей скоростью гораздо меньшим коэффициентом затухания, чем в контролируемой среде. На приемном пьезопреобра— зователе, таким образом, накладываются сигналы, прошедшие через измеряемую схе му (полезный сигнал) и сигналы, прогиедшие по элементам конструкции (помехи), причем последний в некоторых случаях может даже превышать полезный сигнал.

Пель изобретения — повышение надежности выделения полезного сигнала при приемном пьезопреобразователе и повышение точности из мерен ий.

Для этого в предлагаемом датчике стой— ки выполнены в виде набора отдельных жестко соединенных между собой торцами, например через слой клей, мелких трубчатых элементов, имеюших одинаковые внутренние и разл ичные внешние диаметры, при этом торцы трубча гых элел ентов стоек выполнены р конической фаской, а сален элементы выполнены из материалов с различными волновыл и акустическими сопротивлениями. 1

Изобретение относится к технике измерения физических свойств веществ и может быть использовано для анализа состава жидких и газообразных технологических сред.

Известно применение ультразвуковых колебаний в измерительной технике, в частности для контроля состава различных вешеств. Измеряя скорость распространения или коэффициент затухания ультразвуковых волн, можно судить о составе контролируе- гц мой среды. Известен ультразвуковой датчик для контроля физических паралгетров сред, вклк чаюший приемный и излучающий пьезопреобразователи, размещенные в герметичных корпусах на двух основаниях, скреплен- 15 ных с полношью трубчатых стоек.

Недостатком известного датчика является ненадежность выделения полезного сигнала на приемном пьезопреобразователе и, как следствие этого, недостаточная точность 20 измерений. Указанные недостатки связаны с тем, что излученный сигнал прошедший через исследуемую среду и принятый иьезо»риелгниколi, значительно ослабевает. Ilo элементам конструкции ультразвуковог о 25 (51) М. Кл. G016 29/02

485375

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Датчик состоит из приемного 1 и излучаюшего 2 пьезопреобразователей, закрепленных в герметичных корпусах 3 и 4 на основаниях 5 и 6. Основания соединены между собой с помошью трубчатых стоек 7, выполненных в виде набора отдельных жестко соединенных между собой торцами, например сваркой или с помощью клея, мел- щ ких трубчатых элементов, имеющих одинаковые внутренние и различные внешние диаметры и выполненных из материалов с различными волновыми акустическими сопротивлениями. Для уменьшения плошади не- ц посредственного соприкосновения соседнихэлементов стоек их торцы могут быть выполнены с конической фаской, Принцип действия устройства заключается в следующем, 20

При возбуждении излучаюшего преобразователя 2 ультразвуковой сигнал проходит через исследуемую среду и регистрируется приемным преобразователем 1. Сигнал же; проходяший через стойки, сушественно ослабляется из — за многократных отражений на границах стыка трубчатых элементов.

Коэффин.лент отражения Hd границах элементов будет максимален при их длине, кратI ной четверти длины волны в материале 30 элемента. Как показывают эксперименты, при числе элементов, равном 15-20, досгш «ечся почки полная звукоизоляция стоек.

Датчик может быть использован для исследования твердых образцов, жидкостей и газов. Надежная звукоизоляция приемного пьезоэлемента приводит к тому, что полезный сигнал значительно превосходит сигнал помех; это позволяет упростить вторичную измерительную схему всего прибора и повысить точность измерений.

Предмет изобретения1. Ультразвуковой датчик, включаюший приемный и излучающий пьезопреобразователи, размещенные в герметичных корпу( сах на двух основаниях, скрепленных с лов мошью трубчатых стоек, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с цельк повышения надежности выделения полезного сигнала и повышения точности измерений, стойки выполнены в виде набора отдельных жестко соединенных между собой торцами, например через слой клея, мелких трубчатых элементов, имеющих одинаковые внутренние и различные внешние диаметры.

2. Датчик по и. 1, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что торцы трубчатых элементов стоек выполнены с конической фас. кой.

3. Датчикпоп. 1, отли чаю— ! ш и и с я тем, что трубчатые элементы стоек выполнены из материалов с различными волновыми акустическими сопрогивлениями.

485375

Составитель Е Литвинов

Редактор T.ÈÂàíîâà Техред +.(:вменов КоРРектоР д O рлова г

Заказ Изд. М I(> f5 Тираж 902 Подннсное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24