Датчик измерителя интенсивности акустического поля

 

Союз Советских

Социалнстических

Республик

ОПИСАНИЕ g

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 050479 (21) 2747583/18-10 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет—

Опубликовано 2310.80. Бюллетень HP 39

Дата опубликования описания 231030

<51) М. Кл.

В 06 В 1/Об

G 10 L 1/00

Государственный комите"

СССР но делам изобретениИ и открытий (53) УДК 5 34 . 2 3 2 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A.Â.. Кортнев, М.E. Дюбченко и Л.A. Давиденко

Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ИЗМЕРИТЕЛЯ ИНТЕНСИВНОСТИ АКУСТИЧЕСКОГО

ПОЛЯ

Изобретение относится к акубтцческим измерениям и может быть использовано для измерения интенсивности акус-. тического поля в заданном направлекии.

Известен измеритель интенсивности акустического поля, содержащий пьевокерамическую сферу с установленными внутри нее биморфными пьеаоакселеро-, 1p метрами (1 ).

Недостатком описываемого датчика является узкая полоса рабочих частот, ограниченная частотой первого резонан са биморфного акселерометра. 15

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик измерителя интенсивности, содержащий сферический пьеэоактивный элемент и установленные внутри него электричес- 20 ки параллельно соединенные акселерометры в виде пьезопластин, деформируемых по толщине (2) .

Указанный измеритель обладает широкой полосой рабочих частот, но недостаточно высокой чувствительностью акселерометров, что ограничивает его использование, не позволяя производить измерения интенсивности в слабых полях, несмотря на то, что сигнал с датчика давления удовлетвор (ет условиям измерения.

Цель изобретения — увеличение чувствительности датчика по колебатель— ной скорости.

Указанная цель достигается тем, что в.известном датчике измерителя интенсивности акустического поля, содержащем сферический активный элемент и установленные внутри нега электрически соединенные параллельно акселерометры, они выполнены в виде пьезокерамических полусфер с чередующимися по полярности полосовыми электродами, концентрически расположенными на внешней поверхности полусфер параллельно их торцам, жестко соединенными с инерционными грузами, расположенными внутри полусфер.

На фиг. 1 изображен общий вид предложенного датчика, разрез, на фиг. 2 - акселерометр общий вид.

Датчик состоит иэ активного элемента, выполненного из двух пьезокерамических полусфер 1 и 2 с электродами 3 и 4 на внешней и внутренней поверхностях. Веотверстия полусфер вклеены металлические основания 5 н б, к которым прикреплены полусфеФ

772609.рические акселерометры 7 и 8 с полосовыми электродами 9, соединенными одноименными полюсами между собой проводниками 10. К торцам полусфер 7 и 8 прикреплены инерционные грузы

11,и 12. Вывод электрических контактов осуществляется с помощью гибких экранированных кабелей 13 и 14, завулканизированных в герметичные втул.ки 15 и 16. Снаружи датчик покрыт слоем герметика или эпоксидного компаунда 17 для гидроизоляции.

Датчик работает следующим образом.

При воздействии звуковой волны сферический активный элемент датчика начинает совершать радиальные колебания расширения-сжатня, пропорциональные акустическому давлению, и осциллирующие колебания, пропорциональные колебательной скорости частиц жидкости. Вследствие прямого пьезоэффекта на ее электродах возникает электрический сигнал, пропорциональный акустическому давлению, а на электродах акселерометров - электрический сигнал, пропорциональный колебательной скорости (после интегрирования . в измерительном блоке), причем последний не зависит от радиальных колебаний активного элемента, благодаря противофазному включению акселерометров.. После перемножения результирующий сигнал, пропорциональный интенсивности, подается на регистрирующий прибор.

Выполнение акселефометров в виде полусфер с олосовыми электродами на внешней поверхности позволяет осуществить тангенциальную поляризацию в направлении меридиана. Такое напряженйе поляризации совпадает с направлением колебаний акселерометров, т.е. колебания растяжения-сжатия полусферических акселерометров вызывают появление заряда на электроJ дах, определяемого пьезомодулем Й

Кроме того, из-за малой толщины стенки .полусфер, в ней возникают большие механические, напряжения, способствукщие повышению чувствительности.

Сферическая форма акселерометров позволяет оптимально использовать внутреннее пространство сферической оболочки, служащей датчиком давления, а также разместить в их внутренних полостях инерционные грузы, способствующие увеличению амплитуды смещения акселерометров, а следовательно и чувствительности.

Использование акселерометров описанного типа позволяет повысить их

15 фвствительность на 75-80% и измерить интенсивность слабых акустических полей..

20 Формула изобретения

Датчик измерителя интенсивности акустического поля, содержащий сферический активный пьезоэлемент и установленные внутри него электрически параллельно соединенные акселерометры, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности по колебательной скорости, акселерометры выполнены в виде пьеэо® керамических полусфер с чередующимися по полярности полосовыми электро-. дами, концентрически расположенными на внешней поверхности полусфер параллельно их торцам, жестко соединен"

M ными с инерционными грузами, расположенными внутри полусфер;

Источники информации, принятые во внимание при эксйертиэе

1. Авторское свидетельство СССР ащ Р 243981а клà G 10 L 1/00 1969 °

2. Акустика и ультразвуковая техника. Вып. 9.. Киев, "Техника", с.37-43 (прототип).

772609

Фиг.2

Составитель И.Попова

Техред М.Петко Корректор М.Шароши

Редактор A.Ìîòûëü

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ б 783/б Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета, СССР по делам изобретений и открытий

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