Устройство для формирования ультразвукового поля

 

(v 0 -. г и В

ОП ИСАНИЕ

Се <лветских

Социалистическия

Республик

< 7О4669

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЕ:ТЕДЬСТВУ

/ (61) Дополнительное к авт. свид-ву В 447174

Р К 2

В 06 В 1/06 (22) Заявлено 200777 (21) 2511838/18-10 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и откритий (23) Приоритет1

Опубликовано 25.1279. Бюллетень ¹ 47 (53) УДК537 ° 228. 1 (088. 8) Дата опубликования описания 30. 12. 79 (72) Автор. изобретения

E ° К. Грищенко (7().Заявитель

/ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАИИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к технической акустике, и может быть использовано для формирования ультразвуковых импульсов в линиях задержки модуляторах и других акустоэлектрических устройствах, использующих различные типы объемных и поверхностных волн., Известно устройство для формирования ультразвукового поля по авт. св, Р 447174, содержащее пьезоэлемент с электродами, соединенными с управляемой электрической нагрузкой, величина реактивной части которой равна по модулю и противоположна по знаку сопротивлению статической емкости пьезо- I5 элемента на рабочей частоте (11.

Недостатками известного устройства являются малое быстродействие, обусловленное необходимостью переключения,. дискретных элементов управляемой, 20 электрической нагрузки,и узкий класс формируемых ультразвуковых п0лей, ограниченный плоскими колебаниями пьезоэлемента по толщине.

Целью изобретения является увели- 25 чение быстродействия и расширение класса формируемых ультразвуковых полей.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве реактивная часть 30 электрической нагрузки пьезоэлемента выполнена в виде пьезоэлектрического резснатора, а активная часть — в виде делителя электрического напряжения, соединенного с входом выпрямителя, к выходу которого подключен через радиочастотный фильтр электронный ключ.

При этом в случае поверхностных ульт- . развуковых волн пьезоэлемент и пьезоэлектрический резонатор выполнены в виде системы встречно-штыревых прово-, дящих электродов, нанесенных на пьезоактивный материал, а для объемных ультразвуковых волн пьезоэлемент и пьезоэлектрический резонатор выполнены в виде продольно колеблющихся пьезоэлектрических стержней или радиально колеблющихся пьезоэлектрических дисков с проводящими электрическими обкладками.

На фиг. 1 схематически представлено описываемое устройство дпя формиро" вания ультразвукового поля поверх-. ностной волны; на фиг. 2 — устройство для формирования ультразвукового поля в продольно колеблющемся стержнеу- на фиг. 3 — устройство для формирования ультразвукового поля и радиально колеблющемся диске.

704669

Устройство (см. фиг. 1, 2, 3) содержит пьезоэлемент 1 и пьезоэлектрический резонатор 2, электрически параллельно подключенные через делитель электрического напряжения 3 к выходу выпрямителя 4, выход которого через радирчастотный фильтр 5 подклю.чен к выходу электронного ключа 6 с входными электродами 7 и 8. При этом пьезоэлемент 1 и пьезоэлектрический резонатор 2 могут быть выполнены либо в виде системы встречно-штыревых проводящих электродов (фиг. 1) в случае поверхностных ультразвуковых волн, Либо в виде продольно колеблющихся пьезоэлектрических стержней (фиг. 2) или радиально-колеблющихся пьезоэлект- 1$ рических дисков (фиг. 3) с проводящими электрическими обкладками в случае.объемных ультразвуковых волн.

Устройство работает следующим образом. С помощью падающей на пьезоэле- З) мент 1 ультразвуковой волны в нем за счет прямого пьезоэффекта возбуждаются периодические электрические коле бания, которые через делитель напряжения 3 подаются на вход выпрямителя

4, электрическое напряжение с выхода

25 выпрямителя 4, сглаженное радиочастотным фильтром 5 используется для питания электронного ключа 6.

В исходном положении на управляющие электроды 7 и 8 электронного ключа 6 подается отрицательное смещение, поэтому электронный ключ 6 заперт, и падающая на пьезоэлемент 1 ультразвуковая волна почти полностью отражается от пьезоэлемента 1. Для изменения ультразвукового поля на управляющие электроды 7 и 8 подается положительное напряжение, в результате чего сопротивление электронного ключа 6 .резко уменьшается, и падающая <0 волна почти полностью проходит через пьезоэлемент 1. 1аким образом, при изменении электрического напряжения на управляющих электродах 7 и 8 электронного ключа

6 практически синхронно изменяется и ультразвуковое поле пьезоэлемента l.

Электронное управление электрической нагрузкой пьезоэлемента позволяет существенно увеличить его быстродействие, а выполнение индуктивной на грузкр пьезоэлемента в виде льезоэлектрйческого резонатора позволяет пбвысить добротность акустоэлектрической колебательной системы, что увеличивает эффективность работы всего устройства в целом. Кроме того, выполнение пьезоэлемента и пьезоэлектрического резонатора в различных видах позволяет расширить класс формируемых ультразвуковых полей.

Формула изобретения

1. Устройство для формирования ультразвукового поля по авт. св.

Р 447174, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и расширения класса формируемых ультразвуковых полей, реактивная часть электрической; нагрузки пьезоэлемента выполнена в виде пьезоэлектрического резонатора, а активная часть электрической нагрузки выполнена в виде делителя электрическо" го напряжения, соединенного с входом выпрямителя, к выходу которого попключен через радиочастотный фильтр электронный ключ.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что пьезоэле-. мент и пьезоэлектрический резонатор выполнены в виде системы встречноштыревых проводящих электродов, нанесенных на пьезоактивный материал.

3. Устройство по .п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что пьезоэлемент и пьезоэлектрический резонатор выполнены в виде продольно колеблющихся пьезоэлектрических стержней с проводящими электрическими обкладками.

4. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что пьезоэлемент и пьезоэлектрический резонатор выполнены в виде радиально колеблющихся пьезоэлектрических дисков с проводящими электрическими обкладками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 447174, кл, В 06 В 1/06, 1972.

/04669

Составитель И. Попова

Редактор л. Бибер Техред, М,Куэьма Корректор В. Синицкая

Закан 2484/51

Подписное

Тираж 585

ЦЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент,.г. ужгород, ул. Проектная, 4