Устройство для генерации ультразвуковых импульсов

 

».Л»»»

1».,11:

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социапистицеских ееесвублик (») 489272

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За е 18.02.7 21) 1996964/18-10 (51) М Кл с присоединением заявки № —— (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.10.75 Бюллетень № 39 (53) УДК 534.143 (08И . ) (45) Дата опубликования описания 10.03.76

Государственный комитет

Соввтв Министров СССР оо делам изобретений

И QTKPblTNN (72) Автор изобретения E. К. Гришенко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕПЕРА11ИИ УЛЬТРАЗВУКОВЪ|Х

ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к приборостро- ( ению и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскоции, медицинской акустике и в акустоэлектронике.

В извесгпых устройствах для генерации ультразвуковых импульсов, содержашнх высокочастотный генератор и элек1 рическп со дипенный с нпл1 активный пьезоэлел1епт, для улучшения формы генериру Mых ультразвуковых импульсов 10 применяют либо механическое демпфирование пьезоэлемента, либо электрическую комнепсацню его пара:знтных колебаний, что снижает амплитуду генернруел1ых ультразвуковых импульсов. 1б

Йель н.зобретения — увеличение амплитулы генерируемых импульсов.

Для этого в предлаз аемом устройстве между непрерывно возбуждаемым активным пьезоэлементом и средой поспелова- 20

1 тельно размешены акустический резонатор и упра вляюший пьезоэлемент, элек три чески соединенный с управляемой активпо( пндук винной нагрузкой, причел1 управляющий пьезоэлемент ориентирован относи- J( (тельно смешений в ультразвуковой волне так, что смешения параллельны его пьезоактивному направлению.

Па чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для генера|пш ультразвуковых импульсов.

Высокочастотный генератор 1 электрически соединен с активным пьезоэлементом 2 через элемент 3 связи (например, емкость) . Пьезоэлемент акусгическн нагружен на акустический резонатор 4, выполненный из материала с мзлым затуханием звука. Другая звуковая гра ь акустического резонатора нагружена на внешнюю среду 5 через унравляюшии пьезоэлемент 6, к проводяшим обкладкам которого подключена управляемая элекгрнческая нагрузка 7. При этом управляюший пьезоэлемент 6 ориентирован otHoсн гель о с м ешений в ультраз вук овой волне, возбуждаемой в акустическол1 резонаторе 4 так, что ука;анные сл1ешення

I параллельны пьезоактивпому направлению

- управлявшего пьезоэлемента 6.

489 272

Устройство работает следующим образом.

С помощью активного пьезоэлемента

2, возбуждаемого генератором 1 через элемент 3 связи в непрерывном режиме, излучают в акустический резонатор 4 ультразвуковую волну. В исходном положении величину добротности Q электрической нагрузки 7 управляющего пьезоэлемента 6 устанавливают максимально возможной. При этом ультразвуковая волна почти полностью отражается от управляющего пьезоэлемента (коэффициент отражения R 1, а коэффициент ! поглощения Э О) и в акустическом резонаторе 4 идет процесс накопления . акустической энергии, которЫй проявляется в многократном увеличении амплитуды стоячей звуковой волны в нем. При достижении амплитуды стоячей звуковой волны в акустическом резонаторе стационарного значения резко уменьшают величину добротности Q электрической нагрузки 7 до минимального значения (О, О). При этом коэффициент прохождения звука D для управляющего пьезоэлемента 6 возрастает до 1 и накопленную в акустическом резонаторе 4 энергию излучают во внешнюю среду 5

) в виде прямоугольного ультразвукового импульса длительностью

2Л

С где длина акустического резонатора

4, С вЂ” скорость распространения звука в материале акустического резонатора 4..:

По истечении времени (с момента наC чала излучения ультразвукового импульса во внешнюю среду 5, добротность Ц электрической нагрузки 7 опять устанавливают максимальной и, описанный выше процесс повторяется.

Таким образом, цри импульсном периодическомм изменении добротности элект рической нагрузки 7 управляющего пьезоэлемента 6 от максимально возмож ной до О происходит излучение ультразвуковых импульсов повышенной интеа5 сивности во внешнюю среду 5.

Г

Пример осуществления предлагаемого у с т р о и с т в а. Устройство состоит из кварцевого резонатора, кварцевого звукопровода и полуволнового управляющего пьезоэлемента из L g О Х3 среза, на управляющий пьезоэлемент нормально падает плоская сдвиговая вол», на с заданной амплитудой смешения. При Q = 200 имеют К = 0,992;

2 = 0,007. С другой стороны, при

Q =О имеют Ц =0; D =1.

Рассмотренный пример показывает, что при Q, = 200 амплитуда звуковой волны в резонаторе может в 100 раз превышать амплитуду звуковой волны в среде, а при Я = 0 амплитуды звуковых волн в резонаторе и среде равны.

Предмет изобретения

Устройство для генерации ультразвуковых импульсов, содержащее высокочастотный генератор и электрически соединенный с ним активный пьезоэлемент, о т л и— чаюшееся тем, что,сцельюувеличения амплитуды генерируемых им ульсо@, между непрерывно возбуждаемым активным пьезоэлементом и средой последовательно размещены акустический резонатор и управляющий пьезоэлемент, электрически соединенный с управляемой активно-индуктивной нагрузкой, причем управляющий пьезоэлемент ориентирован относительно смешений в ультразвуковой волне так, что смешения параллельны eT 0 пьезоактивному напра влению.

489272 Щ Изд. М)1Я Тираж 740

Подпмсное

Заказ

1111ИИ11И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Г!редприятие сПатент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

Составитель Н.Игнатенко

Редактор Т.Иванова Техред E Ã10äóðóøèíà <орр«тор А.Галахова