CS246362B1 - Acoustic piezoelectric transducer for high outputs - Google Patents

Description

Vynález se. týká lkutteckéeSýměničt pro velké výkony v sendvičovém uspořádání s piezctleCtгCckýei prvky umístěnými mimo zóny uzlů.

Známá řešení akustických piezoelektrických měničů jsou většinou půlvlnné délky a pro zvýšení potřebného akustického výkonu se řadí paralelně tak, že se mmchanicky připojí na společný ' laděný člen - radiátor nebo konceetrátor. Tímto uspořádáním nelze docc^t nízkého poměru objemu akustické soustavy k akustikkému výkonu. Rovněž geometrické rozměry této výkonové soustavy bývají nevýhodné. Nevýhodou je i to, že mmniče musí mít pro jejich rovnoměrné zatížení přesně shodnou frekvenci.

Další - známá řešení pro zvýšení akustického výkonu, například - u patentového spisu USA 3,689.783 nebo patentového spisu Velké Británie 1,289.501, ííIí sice délku výkonového akustického měniče několikanásobků půlvlnné délky, ale piezoelektrické prvky ííií umístěny v uzlových zónách. Umssění piezoelektrických prvků v uzlové zóně neumožňuje dosáhnout vysoké účinnooti akustického piezoelektrického mm^še, jak je dnes všeobecně ' známo viz patentový spis USA 3,5 34.085. odstraňuje akustický piezoelektrický podle vynálezu, jehož podstata spočívá několikanásobku celého čísla půlvlnné

Uvedené nevýhody měnič pro v^lké výkony v tom, že aa své délce délky má na jednom nebo - dvou místech vždy mezi akustickým čle nem v zóně kmitný a bučí akustcckým členem v zóně- uzlu anebo akustčcýým Členem se zónou uzlu i kmitný, avšak.minimálně ve

246 .362 dvou nebo v každé půlvlnné délce, jeden nebo oba piezoelektrické prvky.

Akuutické členy v zóně kmitný nebo akustické členy se zónou uzlu i kmíny nebo jejich komminace mezi půlvlrnýfai délkami mohou být bdi vcelku nebo dělené, mechanicky spojené.

V krajní pŮLvlnné délce akustického . piezoelektrčkkého měniče, ve které je pouze první nebo druhý piezoelektrický prvek, může mít akustický piezoelektrický měnič na jedné nebo obou výstupních stranách zmenšený příčný průřez.

V jednď nebo více půlvlnných délkách akustického piezoelektrcckého měniče může být i pasivní laděný akustický člen, buá s transformací anebo bez transformace amppitudy výchylky kmitů.

Výhodou akustického piezoelektrického měniče podle vynálezu je, že má nízký poměr objemu měniče k akustckkému výkonu 'a vhodnější geomeerické rozměry. Zvýšením počtu půlvlnných délek měniče - je možno zvýšit akustický výkon m^r^ň.če. Akkesický piezoelektrický měnič podle vynálezu má velmi vysokou účinnost.

Příklady praktického provedení předmětu vynálezu jsou na obrázcích přiložených vyluresu·-- Na je akustický piezoelektrický měnič 1 o délce dvou násobků půlvlnné délky Λ/2. Na obr. 2 je akustický piezoelektrický měnič 1 o délce dvou násobků půlvlnné délky Λ/2 s dělenými akustickými členy 5. v zóně kmitný. Na obr. 3 je akustický'piezoelektrický měnič 1 o - délce tří násobků půlvlnné délky Λ/2 s akustikkým členem 4. v zóně uzlu, který má na své výstupní straně 10 zmenšený příčný průřez .6. Na obr. 4 je akustický piezoelektrický měnič 1 o délce - n násobku půlvlnné délky Λ/2, který má na své první výstupní straně 10 závit 11. Na obr. 5 je akustický piezoelektrický mmnič 1 o délce tří násobků půlvlnné délky Λ/2, který má na své výstupní straně 10 pasivní laděný akustický člen 8 - s přírubou .9. Na obr. 6 je akustický piezoelektrický - měnič 1 o délce tří násobků půlvlnné délky Λ/2, který má ^- na Bvjé první výstu^pní st.ran^ě 10 ^pasⁱvn^í akustický člen 8 se zmenšeným příčným průřezem 13. 2<_n ^— 248 382

Na obr. 1 je v každé ze dvou půlvlnných délek //2 akustického piezoelektrického měniče 1 umístěn mimo zóny uzlů, obk^koppš^jcí uzlov^é roviny N, mezi a^s^^mi ^čl_e^n^y £ v z^ón^ách kmiten přiléhajících k rovinám kmiten A a akustickými členy 4 v zóně uzlů vždy jeden pár prvních piezoelektrických prvků 2 a jeden pár druhých piezoelektrických prvků 3, polarisovaných tak, aby se jejich účinky sčítaly / viz Šipky /. Na první výstupní straně 10 je první závit 11 pro připojení akustické zátěže. Průřez akuř^ti^c^kých členů 4,5 je stejný jako průřez piezo^pv^vků 2,]½. йиИШ . ^m'2i dé_u ^- kami ^//2 jsou vce^lku. Akiiuliic^ ^členy maaí stejnou ^hustotu jak v zóně uzlu, tak i v zóně kmitný. Tato hustota hmoty může být i různá. Akt^^cké členy 4.,5. jsou ze stejně elektricky vodivého mmate^^^. Mohou však být i z m^at^e^iálu polovodivého nebo i nevodivého.

akustický piezoelektrický měnič 1 obdobné obr. 1. Liší se pouze v tom, že má i druhou opatřenou druhým závitem 14 a mezi první a členy 5. v zóně kmitobr, 3 se půlvlmou liší od délku Л/2.

závitem 11. . Zmenšením příčného průřezu 6 síly v uzlu pro danou výstupní ammPitudu

Na obr, 2 je konstrukce jako na výstupní stranu .12 druhou půlvlrrnou délkou //2 jsou akustické ny dělené a spojené šroubem 7.

Akuusický piezoelektrický minič 1 na předchozích tíe, že má větší délku o jednu

V této délce je umístěn jen pár prvních piezoelektrických prvků 2. První výstupní strana 10 má zmenšený příčný průřez £ a je opatřena prvnm se dosáhne snížení výchylky kmitů.

jUusticUУ piezoelektrický měnič 1 délky n

Na obr. 4 je násobků.půlvlnné délky //2. V jeho každé půlvlnné délce Λ/2 jsou umístěny mimo zóny uzlů mezi akustickými členy 15 , se zónou uzlu i kmitný a akustickými členy 5. v zóně kmitný pouze dva páry prvních piezoelektrických prvků .2. Akustické členy 15 se zónou uzlu i kmitný jsou s akustickými členy 5 v zóně kmitný mizi půlvlnnými délkami /./2 vcelku a mm jí stejný průřez jako piezOlektrické prvky 2.

246 362

Na výstupní straně 10 je opět první závit 11 pro připojení akustické zátěže.

Na obr. 5 je akuutický piezoelektrický měnič 1, který má v prvé a druhé půlvinné délce Λ/2 umístěny mimo zóny uzlů mmzi akustickými členy 4 v zónách uzlů a akustickými členy 2, které jsou mmzi první a druhou půlvlnnou délkou Λ/2 vcelku, v zónách taniten vždy dva a dva páry prvních a druhých piezoelektrických prvků 2^ Třetí půlvlnnou délku Λ/2 tvoří pasivní laděný akustický člen 8 bez transformace amplitudy výchylky kmitů a je vcelku s akustickým Členem 5 v zóně kmitný druhé půlvlnné délky Λ/2, Pasivní laděný akustický člen 8 má přírubu 9, sloužící k jeho uchycení. První výstupní strana 10 je opatřena opět závitem 11. Act^uliické členy 4,5 v zóně uzlu a kmitný mmaí shodný průřez jako prvé a druhé piezoelektrické prvky 2,|3.

Na obr. 6 je aCusticCý piezoelektrický měnič 1, který má v první a druhé půlvlnné délce Λ/2 umístěny mimo uzlové zóny mmzi akustickými členy 4 v zóně uzlu a akustickými členy 2 ^v zóně kmitný jeden pár prvních a druhých piezoelektrických prvků 2}β. TTetí půlvinná délka Λ/2 tvoří pasivní laděný akuutický člen 8, opatřený přírubou 9, - a na první výstupní straně 10 má zmenšený příčný průřez 13. Pro připojení zátěže slouží opět první závit 11. Akkutické členy 5 Jo mmzi jednooiivými p^lvinnými-délkami Λ/2 jsou vcelku.

U obr. 2 až 6 z důvodu větší přehlednooti nejsou naznačeny uzlové roviny N.

Spojení všech akustických částí mmniče lze provést některým známým' způsobem, například středovým šroubem, obvodovými šrouby či obvodovými objímkami, které vytváří i potřebné mechanické předpětí piezoelektrických prvků.

Claims (1)

1. Akustický piezoelektrický měnič pro velké výkony v sendvičovém uspořádáni s piezoeleUtгCukými prvky umístěnými mimo zóny uzlů, vyznačený tím, že na své délce několikanásobku celého čísla půlvinné délky (Л/2) má na jednom nebo dvou místech vždy mezi akustikkým členem.(5) v zóně kmitný a bu3 akustikkým členem (4) v zóně uzlu anebo akuistikým' členem (15) se zónou uzlu i kmitný, . ay^mipimálně ve dvou · nebo v každé půlvlnné délce (Λ/2)/jeaennebo oba piezoelektrické prvky (2,13).

   Akuutický piezoelektrický měnič pro velké výkony podle bodu 1, vyznačený tím, že akuutické členy (5) v zóně kmitný nebo akustické členy (15) se zónou uzlu i kmitný nebo jejich kombinace mezi piilvlnnými délkami (Λ/2) jsou bu3 vcelku nebo dělené, mechanicky spojené.

   Akkusický piezoelektrický měnič pro bodu 1 a 2, vyznačený tím, že má v krajní (Λ/2), ve které je pouze první nebo·druhý . „ prve^k (г^ЗЛ na jedné nebo o^bou výs^tupn^ích s^anách (^10,12) zmenšený příčný průřez (6).

   Akkusický piezoelektrický měnič pro velké výkony podle bodu 1 až 3, vyznačený tím, že v jeho jedné nebo více pů.vlnných-délkách (Л/2) je pasivní laděný akkutický člen (8), a to bučí s transformací nebo bez transformace ammlitudy výchylky kmitů.

   velké výkony podle půlvlnné délce piezoelektrický