Датчик ультразвукового термометра

 

д

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii) 50314S

Союз Советских

:социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.10.74 (21) 2070128/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.02.76. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 23.04.7б (51) M Кл G 01К 11 22

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 534.8(088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. A. Г.укацкас и К. А. Кундротас

Каунасский политехнический институт им. А. Снечкуса (71) Заявитель (54) ДАТЧИК УЛЬТРАЗВУКОВОГО ТЕРМОМЕТРА

Изобретение относится к области контактной термометрии.

Известен датчик ультразвукового термометра, выполненный в виде прямого цилиндра из твердого вещества, например металлического, с расположенными на основаниях пьезопреобр а зов ателя ми.

Однако известное устройство не может быть смонтировано в объектах с односторонним доступом к датчику, например в металлическом блоке с несквозным отверстием.

Для расширения области применения в предлагаемом датчике пьезоэлектрический преобразователь расположен на одном из оснований цилиндра, а противоположное основание цилиндра выполнено в виде клина, грани которого расположены под углом 90, причем в качестве электродов использованы два сегмента, расположенных симметрично на поверхности пьезоэлектрического преобразователя и разделенных между собой полоской из электропроводящего материала, соединенного с заземлителем.

На чертеже показан схематически описываемый датчик, где 1 — цилиндр, 2 — пьезопреобразователь, 3, 4 — незаземленные части электрода, 5, б высокочастотные кабели, 7 — заземленная полоска, 8, 9 — траектории прямой и отраженной волн ультразвука в датчике.

Датчик работает следующим образом.

Цилиндр 1 вводят в температурный контакт с контролируемой средой или помещают в несквозное отверстие, выполненное в твердом теле. Подают на пьезопреобразователь 2 через электрод 3 высокочастотное напряжение при помощи кабеля 4. Высокочастотная энергия преобразуется преобразователем 2 в ультразвуковые волны, которые распространяются

1О вдоль цилиндра 1, претерпевают двойное отражение от плоскостей отражения и далее распространяются параллельно первоначальному направлению к преобразователю 2. Плоскости отражения образованы двумя взаимно перпен15 дикулярными секциями плоскостей таким образом, что линия их пересечения расположена в плоскости нижнего основания цилиндра.

При достижении преобразователя 2, расположенного на верхнем основании цилиндра 1, 2р ультразвук частично преобразуется в электрические колебания, наведенные на электроде 5, частично отражается обратно. Заземленная полоска 7 электрически и акустически развязывает входную и выходную части датчика.

25 При питании датчика монохроматическим электрическим сигналом в нем устанавливаются две системы ультразвуковых волн: прямая

8 и отраженная 9. Частоту ультразвука настраивают таким образом, чтобы полный путь

3p его равнялся целому числу полуволн. Тогда

503146

Составитель А. Тереков

Техред T. Курилко Корректор И. Позняковская

Редактор С. Хейфиц

Заказ 833/2 Изд. № 1145 Тираж 814 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова. 2 в цилиндре 1 устанавливается режим стоячих волн, напряжение на электроде 5 достигает свосго максимального значения, т. е. датчик находится в акустическом резонансе. Резонансное значение частоты однозначно связано со скоростью звука в материале датчика. По резонансной частоте судят об измеряемой температуре. Питание датчика и индикацию резонанса осуществляют общепринятыми радиотехническими средствами.

Формула изобретения

Датчик ультразвукового термометра, выполненный в виде сплошного цилиндра, содержащий пьезоэлектрический преобразователь и электроды, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения датчика, пьезоэлектрический преобразователь располо5 жен на одном из оснований цилиндра, а противоположное основание цилиндра выполнено в виде клина, грани которого расположены под углом 90, причем в качестве электродов использованы два сегмента, расположенных

10 симметрично на поверхности пьезоэлектрического преобразователя и разделенных между собой полоской из электропроводящего материала, соединенной с заземлителем.