PL160773B1 - Transformator akustycznych impedancji falowych PL - Google Patents

Abstract

1. Transform ator akustycznych im pedan- cji falowych, zwlaszcza fal gietnych typu Lam ba, w postaci falowodu o zmiennym przekroju poprzecznym, znamienny tym, ze stanowi go falowód w ksztalcie klina, którego przekroje na obu koncach dobiera sie na pod- stawie zaleznosci gdzie Z - wartosc dopasowywanej na tym koncu falowodu impedancji falowej, ? -gestosc, a c - predkosc fal akustycznych w materiale transform atora FIG 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest trans forma tor akustycznych impedannci falowych, zwłaszcza fal giętnych typu Lamba stosowany zwłaszcza do dopasowania energetycznego nadajnika fali 1 odbiornika fali o różnych wartościach ^pedan^i falowych.

Najczęściej stosowane przetworniki piezoelektryczne 1 maagntostrykcyjne maję akustycznę impedancję falową dużą, natomiast ciecze 1 tworzywa sztuczne maję bardzo ma.ę. Akustyczne fale na granicy tych ośrodków w znacznym stopniu odbijaję się, a przechodzi do drugiego ośrodka zaledwie kilka procent dostarczonej energii. Całkowita energia przechodzi z jednego ośrodka do drugiego w przypadku gdy ich impedancje falowe sę równe.

Znane sę trans forma tory lmpθdaanJl akustycznych fal podłużnych w postaci pręta o skokowo zmnieeszajęcej się średnicy, przy czym długość odcinków o stałej średnicy jest równa pół fali, lub ćwierć fali. Znane sę też transformatory w postaci prętów o zmi^ni^jęcej się średnicy według prawa wykładniczego. Transformatory te wykonane sę z 1^6^^ o impedannci akustycznej pośredniej o wartości Zp a γ Z^ . Zg, gdzie Zj 1 Zg impedancje przetwornika 1 odbiornika. Transformatory te sę przyklejane z jednej strony do przetwornika 1 z drugiej strony do ośrodka, do którego przekazywana Jest fale-odbiornika·

Wadę znanych transoormatorów jest trudność z doborem mterl.ełu o impedaancj, której wartość odpowiadałaby wartości impedeanci pośrednnee.

Transformator akustycznych impedannc1 fal giętnych typu Lamba według wynalazku ma postać falowleu w kształcie klina, ktorego przekroje na obu końcach dobiera się na podstawie zależności A —· 9^zie Z - wartość dopasowywanej na tym końcu falowodu impedannc1

C ϋ falowej, ζ - gęstoeć, a c - prędkość fal akustycznych w Mterl.alt transformatora.

Ozięki wykorzystaniu specyficz iych właściwości fal giętnych, wynalazek pozwala w prosty sposob uzyskać transformator akustycznej prze twarzajęcej niemal dowozie dokładnie impedancję akustycznę.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig.l przedstawia urzędzeme do wytwarzania fali akustycznej poprzecznej o zmncejszlcej ^ρεύθη^ akustycznej wyjściowej dzięki zastosowaniu w nim transformatora impedannci akustycznej, a fig.2 transformator imperia^ci akustycznej połęczony z generatorem fal 1 odbiornikiem,

Urzędzenie do w/tw^ι·zαrclt akustycznej fali poprzecznej o ściśle określonej lmpeaaccji falowej wyjściowej zawiera płytkę piezoelektrycznę 1 o szerokości g^ i długości L. Na

160 773 obu jej powierzchniach naniesiona są elektrody mtalowe 3, do których dolutowane są wyprowadzenia 4. Do jednej z elektrod przyklej ona Jest podstawa ciała stałego 2 w postaci klina, pełniącego rolę transformatora impeddnnji falowej. Wymiary podstawy tego transformatora 2 są identyczne jak i płytki 1. Wierzchołek klina ścięty, ia długość 1 tak jak i podstawa, natomast szerokość jest o wiele mniejsza i ia wartość gg.

Piezoelektryczny przetwornik 1 zostaje pobudzony do drgań poprzecznych za pomocą napięcia przemiennego doprowadzonego do elektrod 3 za pośrednictwem przewodów doprowadzających 4. Drgania te poprzez elektrody 3 przechodzą do transformatora 2 bez odbić, gdyż impedancja falowa przetwornika 1 jest równa impedannji falowej transformatora impedancj i 2 od strony podstawy. Drgania te w transformatorze imperiami i 2 propagują się w postaci fali płytowej giętnej Lamba. Fala ta charakteryzuje się bardzo silną zależnością prędkości od grubości płyty. Gdy grubość ta maleje do zera, prędkość fal giętnych tez dąży do zera. Możliwe jest dobranie takiej grubości g₂ klina przy ściętym wierzchołku, ze prędkość fali giętnej Cg przy tym wierzchołku będzie tak mała i powierzchnia Ag tak mła, ze impedancja Zg ” £ 2C2A2 będzie równa impedannJl Zg ośrodka, do którego fala akustyczna jest wprowadzana.

Jak to jest przedstawione na fig.2 do wierzchołka klina 2 przymocowana jest płyta 5 o małej llpeddnlJl falowej, będąca odbiornikum fali giętnej wytworzonej przez przetwornik 1. Grubość gg klina 2 ue jest równa grubości płyty 5. ‘.'.'arunkiem , aby nie było strat energii, impedancje falowe na granicy obu ośrodków transformatora impedannci falowej 2 i płyty 5 powinny być równe.

160 773

FIG2

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Transformator akustycznych impedancji falowych, zwłaszcza fal giętych typu

   Lamba, w postaci falowodu o zmiennym przekroju poprzecznym, znamienny tym, ze stanowi go falowód w kształcie klina, którego przekroje na obu końcach dobiera się na podstawie zależności A » ?· , gdzie Z - wartość dopasowywanej na tym końcu falowodu,

   C 5 , _# impedannc i falowej, g - gęstość, a c - prędkość fal akustycznych w Mt^riele transf^ormatora ·
2. 2, Transformator według zastrz.1, znamienny tym, że długość /L/ prostokątów w obu przekrojach na końcach faoowodu jest-stała, a dobiera się jedynie grubość przekrojów /9^, 82/ na obu jego końcach.