RU2114519C1

RU2114519C1 - Electrostatic acoustic transducer

Info

Publication number: RU2114519C1
Application number: RU97108302A
Authority: RU
Inventors: Вадим Анатольевич Балакин
Original assignee: Вадим Анатольевич Балакин
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: instrumentation engineering for echo sounding in chemically active media. SUBSTANCE: transducer has base-mounted fixed metal electrode with concentric annular grooves on its spherical surface; pulled onto the latter is movable film electrode built up of two metallized lavsan films facing each other with metallized layers, and external fluoroplastic film. One of metallized films is glued to base over its perimeter above fixed electrode at preset tension; remaining films are attached to it by means of liquid polymer. Metal ring provides contact with movable electrode. Base carrying fixed and movable electrodes and contact ring is inserted in fluoroplastic diaphragm and secured to the latter with spring-loaded screen. Concentric annular grooves of fixed electrode are interconnected and connected to base-mounted pipe union through rectangular drilling. Capillary tube made of chemically neutral material is fitted onto pipe union. EFFECT: improved reliability of transducer when operating in enclosed vessels filled with chemically active medium within wide range of pressure and temperature variations. 1 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроению, а именно к электростатическим преобразователям, используемым для устройств эхолокации в агрессивных средах. The invention relates to instrumentation, namely to electrostatic converters used for echolocation devices in aggressive environments.

Известен электростатический акустический преобразователь, содержащий неподвижный электрод в виде металлической сетки, укрепленной на металлическом основании, подвижный пленочный электрод с защитной пленкой, расположенный на неподвижном электроде, и электронагреватель, расположенный на основании (авт. св. СССР N 965024, кл. H 04 R 19/00, оп. 07.10.82). Known electrostatic acoustic transducer containing a fixed electrode in the form of a metal grid mounted on a metal base, a movable film electrode with a protective film located on a fixed electrode, and an electric heater located on the base (ed. St. USSR N 965024, class H 04 R 19/00, op. 07.10.82).

Такой преобразователь надежно работает в условиях повышенной влажности и запыленности, однако он не может быть использован для работы в агрессивных средах при широком диапазоне изменения ее давления. Such a converter operates reliably in conditions of high humidity and dust, however, it cannot be used for operation in aggressive environments with a wide range of changes in its pressure.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является электростатический акустический преобразователь, содержащий слой диэлектрика, расположенные на жестком основании неподвижный электрод и подвижный электрод, выполненный из двух пленок и несжимаемого материала, размещенного между ними, причем наружная пленка укреплена по периметру корпуса, натянута на основание и соприкасается с внутренней пленкой (авт. св. СССР N 479269, кл. H 04 R 19/00, оп. 30.07.75). The closest in technical essence to the proposed technical solution is an electrostatic acoustic transducer containing a dielectric layer, a fixed electrode located on a rigid base and a movable electrode made of two films and an incompressible material placed between them, and the outer film is reinforced around the perimeter of the housing, stretched over the base and is in contact with the inner film (ed. St. USSR N 479269, class H 04 R 19/00, op. 30.07.75).

Недостатком известного преобразователя является отслоение защитной пленки от несжимаемого материала и рабочей металлизированной пленки под действием пара разогретой агрессивной среды, что вызывает разрушение рабочей металлизированной пленки и нарушение работоспособности преобразователя. Кроме того, при увеличении температуры рабочей среды или уменьшении давления рабочей среды в преобразователе создается избыточное давление, что приводит к вздутию рабочей пленки, при этом увеличивается рабочий зазор между подвижным и неподвижным электродами, что также приводит к нарушению работоспособности преобразователя. A disadvantage of the known converter is the detachment of the protective film from incompressible material and the working metallized film under the action of steam of a heated aggressive medium, which causes the destruction of the working metallized film and impaired operability of the converter. In addition, with an increase in the temperature of the working medium or a decrease in the pressure of the working medium, excessive pressure is created in the converter, which leads to bloating of the working film, while the working gap between the movable and fixed electrodes increases, which also leads to a disruption in the operability of the converter.

Задача, положенная в основу предлагаемого технического решения, заключается в создании электростатического акустического преобразователя, способного работать в закрытых емкостях с агрессивной средой при широком диапазоне изменения ее температуры и давления. The task underlying the proposed technical solution is to create an electrostatic acoustic transducer capable of working in closed containers with an aggressive environment with a wide range of changes in its temperature and pressure.

Поставленная задача решается следующим образом. The problem is solved as follows.

Электростатический акустический преобразователь, содержащий основание, на котором расположен неподвижный электрод, и натянутый на основание подвижный электрод, выполненный по меньшей мере из одной внутренней металлизированной пленки и наружной защитной пленки, закрепленных по периметрам, согласно предлагаемому техническому решению, дополнительно содержит штуцер с капилляром, установленный на основании и соединенный проточкой с концентрическими кольцевыми канавками неподвижного электрода, а пленки подвижного электрода соединены между собой склеиванием с помощью жидкого химически нейтрального полимера. An electrostatic acoustic transducer comprising a base on which a fixed electrode is located and a movable electrode stretched on the base, made of at least one inner metallized film and an outer protective film fixed around the perimeters, according to the proposed technical solution, further comprises a fitting with a capillary installed on the base and connected by a groove with concentric annular grooves of the fixed electrode, and the films of the movable electrode are connected ezhdu a gluing with a liquid polymer chemically neutral.

Благодаря выполнению подвижного электрода из пленок, склеенных между собой жидким химически нейтральным полимером, исключается расслоение пленок, что обеспечивает надежную работу преобразователя. Установка в основании штуцера с капилляром, соединенного проточкой с концентрическими кольцевыми канавками неподвижного электрода обеспечивает выравнивание внутреннего и внешнего давления преобразователя при изменении давления измеряемой среды, что также обеспечивает надежную работу преобразователя в широком диапазоне. Due to the implementation of the movable electrode from films glued together with a liquid chemically neutral polymer, delamination of the films is excluded, which ensures reliable operation of the converter. The installation in the base of the nozzle with a capillary connected by a groove to the concentric annular grooves of the fixed electrode ensures equalization of the internal and external pressure of the transducer when the pressure of the medium is changed, which also ensures reliable operation of the transducer in a wide range.

Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать предлагаемое техническое решение новым. The presence of significant features distinctive from the prototype allows us to recognize the proposed technical solution as new.

Сущность предлагаемого технического решения для специалистов не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень". The essence of the proposed technical solution for specialists does not follow explicitly from the prior art, which allows us to conclude that it meets the criterion of "inventive step".

Возможность использования изобретения в промышленности позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "промышленная применимость". The possibility of using the invention in industry allows us to conclude that it meets the criterion of "industrial applicability".

На чертеже изображена конструкция предлагаемого преобразователя. The drawing shows the design of the proposed Converter.

На изоляционном основании 1 закреплен неподвижный металлический электрод 2 с концентрическими кольцевыми канавками 3 на его сферической поверхности, на которую натянут подвижный пленочный электрод, состоящий из металлизированных лавсановых пленок 4 и 5, обращенных друг к другу металлизированными слоями, и наружной фторопластовой пленки 6, которая является химически стойкой защитой. Пленка 4 приклеена к основанию 1 по его периметру поверх неподвижного электрода 2 при заданном натяжении, а к ней с помощью жидкого полимера приклеивают пленки 5 и 6. Пузырьки воздуха между пленками должны быть полностью удалены. Контакт с подвижным электродом осуществляется с помощью металлического кольца 7. Основание 1 с неподвижным электродом 2, натянутым подвижным электродом, состоящим из склеенных между собой пленок 4, 5, 6, и контактным кольцом 7 вставлены во фторопластовую бленду 8 и с помощью пружинного экрана 9 крепятся к ней, образуя химически стойкую герметичную конструкцию преобразователя. Концентрические канавки 3 электрода 2 соединены между собой и со штуцером 10, установленным в основании 1, прямоугольной проточкой 11. На штуцер 10 надет капилляр 12 в виде трубки из химически нейтрального материала. Внутренний диаметр капилляра подбирают таким образом, чтобы в нем не происходила конвекция паров агрессивной среды, а его длину, определяющую внутренний объем, подбирают такой величины, чтобы во всем диапазоне отклонения давления пары агрессивной среды не достигали рабочей полости преобразователя. A fixed metal electrode 2 with concentric annular grooves 3 is fixed on the insulating base 1 on its spherical surface, on which a movable film electrode is stretched, consisting of metallized lavsan films 4 and 5, facing each other with metallized layers, and an outer fluoroplastic film 6, which is chemically resistant protection. The film 4 is glued to the base 1 along its perimeter over the fixed electrode 2 at a given tension, and films 5 and 6 are glued to it using liquid polymer. The air bubbles between the films must be completely removed. Contact with the movable electrode is carried out using a metal ring 7. The base 1 with a fixed electrode 2, a tensioned movable electrode consisting of films 4, 5, 6 glued together, and a contact ring 7 are inserted into the fluoroplastic hood 8 and are fastened with a spring screen 9 to it, forming a chemically resistant hermetic converter design. The concentric grooves 3 of the electrode 2 are connected with each other and with a fitting 10 installed in the base 1, a rectangular groove 11. A capillary 12 in the form of a tube of chemically neutral material is put on the fitting 10. The inner diameter of the capillary is selected so that convection of the vapors of the aggressive medium does not occur in it, and its length, which determines the internal volume, is selected such that in the entire range of pressure deviations the vapors of the aggressive medium do not reach the working cavity of the transducer.

Преобразователь работает следующим образом. The converter operates as follows.

К неподвижному электроду 2 и подвижному электроду, состоящему из пленок 4, 5, 6, подводят постоянное поляризующее напряжение. В режиме излучения акустических колебаний на неподвижный электрод 2 и подвижный электрод 4, 5, 6 подают помимо постоянного поляризующего напряжения переменное напряжение с генератора (не показан). В режиме приема акустических колебаний с подвижного электрода 4, 5, 6 и неподвижного электрода 2 снимают переменное напряжение, возникающее в результате колебаний подвижного электрода. A fixed polarizing voltage is applied to the fixed electrode 2 and the movable electrode, consisting of films 4, 5, 6. In the acoustic emission mode, an alternating voltage from a generator (not shown) is supplied to the fixed electrode 2 and the movable electrode 4, 5, 6 in addition to a constant polarizing voltage. In the mode of receiving acoustic vibrations from the movable electrode 4, 5, 6 and the stationary electrode 2 remove the alternating voltage resulting from the vibrations of the movable electrode.

Claims

An electrostatic acoustic transducer comprising a base on which a fixed electrode is located and a movable electrode stretched on the base, made of at least one inner metallized film and an outer protective film fixed around the perimeters, characterized in that it further comprises a fitting with a capillary mounted at the base and connected by a groove with concentric annular grooves of the fixed electrode, and the films of the movable electrode are glued together with a liquid chemically neutral polymer.