RU7742U1 - ACOUSTIC Piezoelectric transducer of ultrasonic flow meter - Google Patents

ACOUSTIC Piezoelectric transducer of ultrasonic flow meter Download PDF

Info

Publication number
RU7742U1
RU7742U1 RU97118305/20U RU97118305U RU7742U1 RU 7742 U1 RU7742 U1 RU 7742U1 RU 97118305/20 U RU97118305/20 U RU 97118305/20U RU 97118305 U RU97118305 U RU 97118305U RU 7742 U1 RU7742 U1 RU 7742U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
face
reflecting
angle
reflective
faces
Prior art date
Application number
RU97118305/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Григорьевич Адоньев
Original Assignee
Владимир Григорьевич Адоньев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Григорьевич Адоньев filed Critical Владимир Григорьевич Адоньев
Priority to RU97118305/20U priority Critical patent/RU7742U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU7742U1 publication Critical patent/RU7742U1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

1. Акустический пьезопреобразователь ультразвукового расходомера, содержащий многогранный звукопровод, который имеет установочную грань, устанавливаемую на трубопровод, измерительную грань с установленным на ней пьезоэлементом, выполненную под острым углом к установочной грани, и отражающие ультразвук грани выполненные так, что первая отражающая грань перпендикулярна установочной грани, вторая отражающая грань перпендикулярна первой отражающей грани, а третья отражающая грань образует острый угол со второй отражающей гранью, создавая вместе со второй отражающей гранью акустическую ловушку для отраженных от установочной грани ультразвуковых волн, отличающийся тем, что угол между второй и третьей отражающими гранями определяется из выражения0< β < L,где β - угол между второй и третьей отражающими гранями;α - угол между измерительной и установочной гранями.2. Пьезопреобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в звукопровод введены четвертая и пятая отражающие грани, создающие вместе с установочной гранью вторую акустическую ловушку, причем четвертая отражающая грань выполнена перпендикулярно установочной грани, пятая отражающая грань выполнена перпендикулярно четвертой отражающей грани и образует с измерительной гранью угол 180-α, а угол между второй и третьей отражающими гранями определяется из выражений0< β < α; α < β < 90.л1. An acoustic piezoelectric transducer of an ultrasonic flow meter containing a multifaceted sound duct that has an installation face mounted on a pipeline, a measuring face with a piezoelectric element mounted on it, made at an acute angle to the installation face, and ultrasound-reflecting faces made so that the first reflecting face is perpendicular to the mounting face , the second reflective face is perpendicular to the first reflective face, and the third reflective face forms an acute angle with the second reflective face, creating together with the second reflecting face, an acoustic trap for ultrasonic waves reflected from the installation face, characterized in that the angle between the second and third reflecting faces is determined from the expression 0 <β <L, where β is the angle between the second and third reflecting faces; α is the angle between measuring and installation faces. 2. The piezoelectric transducer according to claim 1, characterized in that the fourth and fifth reflecting faces are introduced into the sound duct, creating, together with the mounting face, a second acoustic trap, the fourth reflecting face being perpendicular to the mounting face, the fifth reflecting face being made perpendicular to the fourth reflecting face and forming with the measuring face the angle is 180-α, and the angle between the second and third reflective faces is determined from the expressions 0 <β <α; α <β <90.l

Description

ЖУСТИЧЕСКИЙ ПБЕЗОПЕЕОБРАЗОВАТЕЛЬJUSTIC SECURITY TRANSMITTER

J УЛЬТР ВЖОВОГО РАСХОДОЖРА.J ULTRA DRIVE.

Настоящая поленая модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерешш скорости потока и расхода вещества ультразвуковым методом.The present log model relates to measuring technique and can be used to measure the flow rate and flow rate of the substance by the ultrasonic method.

Известен акустический пьезопреобразователь ультразвукового расходомера устанавливаемый на внешней поверхности трубопровода,содержащий звукопровод, выполненный в виде многогранника с отражающими поверхностями, на одной из граней которого устанавливается пье30элемент, причём данная грань выполнена под острым углом к другой грани звукопровода, устанавливаемой на трубопровод. ( А.с. СССР } 2II8I3 МКИ: 42 е 23/05, 1965 ). Звутсопровод такого преобразователя выполняется из материала, имеющего пониженную по сравнению с материалом стенки трубопровода скорость ультразвука.The acoustic piezoelectric transducer of an ultrasonic flow meter is known to be installed on the external surface of a pipeline, containing a sound duct made in the form of a polyhedron with reflective surfaces, a pye30 element is installed on one of its faces, and this face is made at an acute angle to the other face of the sound duct installed on the pipeline. (A.S. USSR} 2II8I3 MKI: 42 e 23/05, 1965). The sound conduit of such a transducer is made of a material having a lower ultrasound velocity than the material of the pipeline wall.

Такие преобразователи... наряду с достоинства У1и ( отсутствие препятствий для потока, отсутствие потерь давления и энергии, возможность установки преобразователей на работающий трубопровод без его демонтажа и остановки техпроцесса ) имеют и недостатки. К ним относятся значительные реверберационные помехи возшшакшще при отражении ультразвуковых волн от отражающих поверхностей и при отражении от границы раздела звукопровод - стенка трубопровода.Such converters ... along with the advantages of U1i (the absence of obstacles to the flow, the absence of pressure and energy losses, the possibility of installing the converters on a working pipeline without dismantling it and stopping the process) also have disadvantages. These include significant reverberation noise, especially when reflecting ultrasonic waves from reflective surfaces and when reflecting from a sound duct - pipe wall interface.

Наиболее близким к предлагаемому акустическому пьезопреобразователю ультразвукового расходомера является преобразователь ( Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. - М.: Машиностроение, I98I.- 240 с. ), содержащий звукопровод с акустической ловушкой, которую образуют отражающие грани выполненые под острым углом друг к другу.Closest to the proposed acoustic piezoelectric transducer of an ultrasonic flow meter is a transducer (Ermolov I.N. Theory and practice of ultrasonic testing. - M .: Mechanical Engineering, I98I.- 240 p.), Containing a sound duct with an acoustic trap, which is formed by reflecting edges made at an acute angle to each other.

Недостатком такого преобразователя является недостаточное подавление реверберациооЕых помех.The disadvantage of this converter is the insufficient suppression of reverberation interference.

Реверберационные помехи возникают потому, что акустические сигналы попавпше в акустическую ловушку после отражений в ней возвращаются в звукопровод и попадают на пьезопластину. Особенно значителен этот эффект в звукопроводах изготовленных из материалов с малым поглощением ультразвука.Reverberation interference occurs because acoustic signals trapped in an acoustic trap after reflections in it return to the sound duct and fall onto the piezo plate. This effect is especially significant in sound ducts made of materials with low ultrasound absorption.

Заявляемая полезная модель акустического пьезопреобразователя ультразвукового расходомера направлена на уменьшения уровня реверберационных помех.The inventive utility model of an acoustic piezoelectric transducer of an ultrasonic flowmeter is aimed at reducing the level of reverberation noise.

Техническшл результатом прш /1енения полезной модели является у1 /1ень шение искажения полезного сигнала и повышение точности измерений.The technical result of the refinement of the utility model is to reduce the distortion of the useful signal and increase the measurement accuracy.

Для решения поставленой задачи предлагается акустический пьезопреобразователь ультразвукового расходомера, содержащий многогранный звукопровод, который имеет установочную грань, устанавливаемую на трубопровод, измерительную грань с установленым на ней пьезоэлементом, выполненую под острым углом к установочной грани, отражающие ультоазвук грани,,выполненые так, что первая отражающая грань перпендикз лярна установочной грани, вторая отражающая грань перпендикулярна первой отражающей грани, а третья отражакщая грань образует острый угол со второй отражающей гранью, создавая вместе со второй отражающей гранью акустическую ловушку,отличающийся тем, что угол между второй и третьей отражающрши гранями определяется из выражения:To solve this problem, an acoustic piezoelectric transducer of an ultrasonic flow meter is proposed, which contains a multifaceted sound duct, which has an installation face installed on the pipeline, a measuring face with a piezoelectric element mounted on it, made at an acute angle to the installation face, reflecting ultrasound faces, made so that the first reflecting the face is perpendicular to the installation face, the second reflective face is perpendicular to the first reflective face, and the third reflective face forms a sharp the angle with the second reflecting face, creating, together with the second reflecting face, an acoustic trap, characterized in that the angle between the second and third reflecting faces is determined from the expression:

О J3 (тСAbout J3 (ts

- угол между второй и третьей отражающ1ши граняиж, об - угол между измерительной и установочной гранями. - the angle between the second and third reflecting faces, ob - the angle between the measuring and installation faces.

В звукопровод введены четвёртая и пятая отражающие грани, создающие вместе с установочной гранью вторую акустическую ловушку, причёмThe fourth and fifth reflecting faces are introduced into the sound duct, creating, together with the mounting face, a second acoustic trap, moreover

граш, пятая отражающая грань выполнена перпендикулярно четвёртой отражающей грани и образует с измерительной гранью угол 180 -. , а угол меаду второй и третьей отра}шющжли гранями определяется из выражешш: о , . . р crash, the fifth reflective face is perpendicular to the fourth reflective face and forms an angle 180 - with the measuring face. , and the angle of the mead of the second and third reflection} with the edges is determined from the expression: o,. . R

При этом наряду с поотавленынж задачалчи можно решить задачу повышения механжчеокой прочности и надёжности преобразователя.At the same time, along with solving problems, it is possible to solve the problem of increasing mechanochemical strength and reliability of the converter.

Полезная модель иллюстрируется чертежами.На $иг. I, 2, 3, 4, 5, 6 схематически изображены звукопроводы с aкycтичecкшvш ловушками с разлжчны1 ж углами второйи третьей отрадающтяи граняжа ж направления распространения ультразвуковых волн в них. На иг.I изображён звукопровод с одной акустической ловушкой и углом межщ втоpoS и третьей .отражающш и rpabuiTvniJ3 0°. На . 2 изображена зш -вляемая полезная модель с одной акустической ловушкой ж углом . На фет.З изображён звукопровод с одной ах устической ловушкой и углом . На фиг.4 изображён звукопровод с одной акустической ловушкой и углом ,: .j3 90. На $ЕГ. 5 изображён звукопровод с одной акустической ловушкой и углом jS 90 . На кг. 6 изображена заявляемая полезная модель с двр.и акустическими ловушками и углом cL f 90.The utility model is illustrated by drawings. On $ ig. I, 2, 3, 4, 5, 6 schematically depict sound ducts with practical traps with different angles of the second and third reflective elongation and the directions of propagation of ultrasonic waves in them. Game I depicts a sound pipe with one acoustic trap and an angle between the second and third intersections and the reflection and rpabuiTvniJ3 0 °. On the . 2 depicts a third-named utility model with one acoustic trap at an angle. Fet.Z depicts a sound pipe with one oh sound trap and angle. Figure 4 shows a sound pipe with one acoustic trap and angle: .j3 90. On $ EG. 5 shows a sound pipe with one acoustic trap and angle jS 90. Per kg 6 depicts the claimed utility model with doors and acoustic traps and angle cL f 90.

Акустический пьезопреобразователь ( Й1г. I, 2, 3, 4, 5, 6 ) состоит из звукопровода - I, пьезоэлемента - 2,нагр ткенного на излучающую грань - 3, выполненую под углом oL к установочной грани - 4,The acoustic piezoelectric transducer (I1, I, 2, 3, 4, 5, 6) consists of a sound pipe - I, a piezoelectric element - 2, heated on a radiating face - 3, made at an angle oL to the installation face - 4,

нагруженной на стенку трубопровода - 5, первой отражающей грани - 6, второй отражающей грани - 7loaded on the pipe wall - 5, the first reflective face - 6, the second reflective face - 7

и третьей отражающей грани - 8, образующей со второй отражающей гранью акустическую ловушку. Акустический преобразователь, изображенный на фиг. 6 дополнительно тюет четвёртую отражающую грань 9 и пятую отражающую грань - 10, образующие с установочной гранью вторз акустическую ловушку.and the third reflective face - 8, forming an acoustic trap with the second reflective face. The acoustic transducer shown in FIG. 6 additionally throws a fourth reflecting face 9 and a fifth reflecting face - 10, which form an acoustic trap with a mounting face of the intruder.

работает следующим образом.works as follows.

На противоположных стенках трубопровода устанавливают два идентичных акустических пьезопреобразователя, которые зондируют исследуeivME поток ультразвуковыми жчпульсагли, направлеными под углом относительно вектора скорости потока. Зондирование производится по направлению и навстречу потоку. Ультразвуковой сигнал, излучаемый пьезоэлементом 2 первого преобразователя через звукопровод I и стенку трубопровода 5 приходит в исследуеьшй поток. Вретш прохождения сигналом потока зависит от скорости потока. Ультразвуковой сигнал, пройдя поток преобретает инфомацию о его скорости и пройдя через противоположную стенку трубопровода 5, звукопровод I, ппринимается пьезоэлементом 2 второго преобразователя. Аналогично распространяются сигналы, излучённые вторым преобразователем.Пьезоэлементы преобразователей обратимы т.е. работают как в pe}imie излучению, так и в режиме приёма ультразвуковых сигналов. Угол ввода ультразвзгка в поток определяется акустическими параметрами контролируемой среды, стенок трубопровода, материала звукопровода и углом звукопровода между измерительной и установочной гранями.On the opposite walls of the pipeline, two identical acoustic piezoelectric transducers are installed, which probe the investigated MEV flow with ultrasonic pulsagly directed at an angle relative to the flow velocity vector. Sounding is made in the direction and towards a stream. The ultrasonic signal emitted by the piezoelectric element 2 of the first transducer through the sound pipe I and the wall of the pipe 5 comes into the stream under study. The extent to which a flow signal travels depends on the flow rate. An ultrasonic signal, passing the flow acquires information about its speed and passing through the opposite wall of the pipe 5, the sound pipe I is received by the piezoelectric element 2 of the second transducer. The signals emitted by the second transducer propagate in a similar way. The piezoelectric elements of the transducers are reversible i.e. work both in pe} imie radiation and in the mode of receiving ultrasonic signals. The angle of introduction of ultrasound into the flow is determined by the acoustic parameters of the controlled medium, the walls of the pipeline, the material of the sound duct and the angle of the sound duct between the measuring and installation faces.

Как видно из фиг. I, 2, 3, 4, 5, 6, излучённая в звукопровод IAs can be seen from FIG. I, 2, 3, 4, 5, 6, radiated into the sound duct I

ультразвуковая волна/ преобразователем 2,/приход&1Т на установочную грань 4 под угломultrasonic wave / transducer 2, / arrival & 1T on the installation face 4 at an angle

скольжения Э slip e

, ( I )  , (I)

- угол мег/ду нормалью к фронту ультразвуковой волны, пришедшей от пьезоэлемента, и установочной гранью. - the angle meg / do normal to the front of the ultrasonic wave that came from the piezoelectric element, and the installation face.

Попав на установочную грань ультразвуковая волна частично проходит в стенку трубопровода, а затем в исследуемый поток,а частично отражается и под утлом скольжения к установочной грани распространяется в звукопровод. Затем под углом скольжения волна падает на первую отражающую грань, отражается от неё и под углом скольжения 9Once an ultrasonic wave hits an installation face, it partially passes into the pipeline wall, and then into the stream under investigation, and is partially reflected and propagates into the sound duct under the sliding edge to the installation face. Then, at a glancing angle, the wave falls on the first reflecting face, is reflected from it and at a glancing angle 9

падает на вторую отражащр) грань. Отразившись от второй отражающей грани волна попадает на третью отражающую грань, при этом в завиоимости от величины угла А между второй и третьей отражающими гранягли углы падения волны на третью отражающую грань различны и отражённые от неё волны распространяются поразному.falls onto the second reflective face. Reflected from the second reflecting face, the wave hits the third reflecting face, and depending on the angle A between the second and third reflecting granules, the angles of incidence of the wave on the third reflecting face are different and the waves reflected from it propagate differently.

Если /Э Фиг. I ), то третья отражающая грань параллельна второй отражающей грани и волна, отразившись от второй отражающей грани под углом скольжения ) , приходит на третью отражащую грань под этим же углом, отражается от неё и под этим же углом приходит на вторую отражающую грань. Отразившись несколько раз между эт1ши гранями волна теряет часть своей энергии и возвращается в звукопровод ослабленой. На этом и основано действие акустической ловушки. Вернувшаяся в звукопровод из акустической ловушки ослабленная волна падает по нормали на излучамцую грань и при падении на пьезоэлемент возбуждает реверберационный сигналIf / E FIG. I), the third reflective face is parallel to the second reflective face and the wave, reflected from the second reflective face at a glide angle), comes to the third reflective face at the same angle, is reflected from it and comes to the second reflective face at the same angle. Reflected several times between these faces, the wave loses part of its energy and returns to the weakened sound duct. This is the basis for the action of the acoustic trap. The attenuated wave returned to the sound duct from the acoustic trap normal to the radiating face and, when incident on the piezoelectric element, excites the reverberation signal

Если J3 оС то, как видно из фиг.2., до второй отражающей грани волна распространяется так же, как и в предыдущем случае. Затем отразившаяся под утлом скольжения Ж от второй отражающей волна приходит на третью отражающую грань под углом скольжения V , которш определяется из выражения:If J3 оС then, as can be seen from figure 2., the wave propagates to the second reflecting face in the same way as in the previous case. Then reflected under the fragile slip F from the second reflecting wave comes on the third reflecting face at a sliding angle V, which is determined from the expression:

) - угол между нормалью к фронту волны и третьей отражающей) is the angle between the normal to the wave front and the third reflecting

гранью.side.

Отразившись от третьей отражающей грани волна под утлом приходит на вторую отражающую грань:Having reflected from the third reflecting face, the wave under the fragility comes to the second reflecting face:

, СЗ), Sz)

) 90- оС +fi ( 2 ) волны повторно пршпедшей на вторую отражающую грань. Отразжвшиоь от второй отражающей грани волна под углом скольженжя i падает на третью отражающзгю грань: i .-5R (4) (/ I - угол между третьей от.ражающей гранью и нормалью к фронту волны пришедшей из акустической ловушки. Отразившись от третьей отражающей грани волна идёт в звукопровод и отразившись от первой и второй отражающих граней, возвращается в акустическую ловупжу, где после многократных отражений затухает. На пье30элемент волна не возвращается и реверберационного сигнала не возбуждает. Если |3. - об ( Фиг. 3 ), то, как следует из выражения ( 2 ), ультразвуковая волна падает на третью отражающую грань перпендикулярно ( )) 90) и отразившись от неё по той же траектории возвращается на пьезоэлемент и возбуждает значительный реверберационный сигнал. Если /3 о , то ультразвуковая волна, отразившись от второй отражающей грани ( Фиг. 4 ), на третью отражающую грань падает под углом j) : V) i/6) (5) Отразившись от неё под этим же углом волна возвращается в звукопровод и приходит на вторую отражающую грань под углом I : I- 30 + , (6) i угол между нормалью к ультразвуковой волне, пришедшей из акустической ловушки, и второй отражающей гранью. Отразившись от второй отражающей грани ультразвуковая волна падает на первую отражающую грань под углом ( :) 90- оС + fi (2) waves repeatedly coming to the second reflecting face. The wave reflected from the second reflecting face at a gliding angle i falls onto the third reflecting face: i.-5R (4) (/ I is the angle between the third reflecting face and the normal to the wave front coming from the acoustic trap. The wave reflected from the third reflecting face goes into the sound duct and reflected from the first and second reflective faces, returns to the acoustic louvoupe, where it fades after repeated reflections. On the element 30, the wave does not return and does not excite the reverberation signal. If | 3. - about (Fig. 3), then, as follows from expression (2 ), the ultrasonic wave is incident on the third reflecting face perpendicularly ()) 90) and reflected from it along the same path it returns to the piezoelectric element and excites a significant reverberation signal. If / 3 o, then the ultrasonic wave, reflected from the second reflecting face (Fig. 4), falls onto the third reflecting face at an angle j): V) i / 6) (5) Having reflected from it at the same angle, the wave returns to the sound duct and it comes to the second reflecting face at an angle I: I-30 +, (6) i is the angle between the normal to the ultrasonic wave coming from the acoustic trap and the second reflecting face. Reflected from the second reflective face, the ultrasonic wave falls on the first reflective face at an angle (:

, (7), (7)

iP - угол между нормалью к фронту ультразвуковой волны, пришедшей из акустичеокой ловушки и первой отражающей гранью.iP is the angle between the normal to the front of the ultrasonic wave that came from the acoustic trap and the first reflecting face.

Отразившись от первой отражающей грани волна вновь приходит на третью отражающую грань под углом ) и отразившись от неё приходит на вторую отражающую грань под утлом и отразившись приходит на первую отражающую грань под углом cL . Отразившись от первой отражающей грани ультразвуковая волна приходит на установочную грань под углом . После отражения от установочной грани ультразвуковая волна падает по нормали на измерительную грань, возбуждая на пьезоэлементе значительно ослаблений из - за многократных отражений реверберационный сигнал.Reflecting from the first reflecting face, the wave again comes to the third reflecting face at an angle) and reflecting from it comes to the second reflecting face at the angle and reflecting comes to the first reflecting face at an angle cL. Reflected from the first reflective face, the ultrasonic wave arrives at the installation face at an angle. After reflection from the installation face, the ultrasonic wave falls normal to the measuring face, exciting significantly attenuations on the piezoelectric element due to multiple reflections, the reverberation signal.

Если j3 90 , то как видно из фиг.5, после отражения от второй отражающей грани ультразв гковая волна приходит на третью отражающую грань под углом скольжения оС и отразившись от неё приходит на первую отражающую грань так же под утлом оС , и после отражения приходитIf j3 is 90, then as can be seen from Fig. 5, after reflection from the second reflecting face, the ultrasonic wave arrives at the third reflecting face at a glancing angle оС and reflecting from it comes to the first reflecting face also under the corner оС, and after reflection comes

на установочную грань под углом/ Отразившись от установочной граниto the installation face at an angle / Reflecting from the installation face

волна падает по нормали на измерительную грань и возбуждает значительный реверберационный сигнал.the wave falls normal to the measuring face and excites a significant reverberation signal.

Таким образом лишь при углах между второй и третьей отражающими гранями больше нуля и меньше c отраженные волны не попадают на пьезоэлемент и не вызывают появления реверберационных сигналов. Эти углы и являются оптиглальными для звукопроводов с одной акустической ловушкой:Thus, only at angles between the second and third reflecting faces greater than zero and less than c, the reflected waves do not fall on the piezoelectric element and do not cause the appearance of reverberation signals. These angles are optical for sound ducts with one acoustic trap:

(9 J3 с ; ( 8 )(9 J3 s; (8)

в звукопроводах с углом между второй и третьей отражающшж гранями большими оС t дополнительно уменьшить реверберационные сигналы можно введя вторую акустическую ловушку. При этом, как видно из фиг.6, волны из первой акустической ловушки приходят на установочн тоin sound ducts with an angle between the second and third reflecting faces large oС t, it is possible to additionally reduce the reverberation signals by introducing a second acoustic trap. Moreover, as can be seen from Fig.6, the waves from the first acoustic trap come to the installation

грань под углом скольжения Э , отажаются и падают на пятую отражающую грань, а затем отразившись от неё попадают на установочную грань и т. д. При этом четвёртая и пятая отражающие грани вместе с установочной гранью образуют вторую акустическую ловзшжу для пришедших из звукопровода реверберащонных сигналов. Согласно изложенному для звукопровода с двумя акустическими ловушками, угол между второй и третьей отражающими граняьш должен удовлетворять условиям ( 8 и 9 ).a face at an angle of slip E, deposit and fall onto the fifth reflecting face, and then reflected from it fall on the installation face, etc. In this case, the fourth and fifth reflecting faces, together with the installation face, form the second acoustic trap for the reverberating signals that came from the sound duct. According to the foregoing, for an acoustic duct with two acoustic traps, the angle between the second and third reflecting faces must satisfy the conditions (8 and 9).

оС J3 50 ( 9)° C J3 50 (9)

При этом следует отгхютить, что звукопроводы с углами / /« имеют повышенную механическую прочность, что существенно дяя приложения значительных механических усилий при прижиме звукопровода к стенке трубопровода для получения хорошего акустического контакта.It should be noted that sound ducts with angles / / имеют have increased mechanical strength, which significantly imposes significant mechanical forces when the sound duct is pressed against the pipe wall to obtain good acoustic contact.

На практике, например, при угле о(. 45 для звукопровода с одной акустической ловушкой угол jS выбирается в интервале от О до 451 Для звукопровода с двутля акустическими ловзпжами yгoлJЗ выбирается в интервалах от О до 45 или от 45 до 90f Обычно угол выбирают в середине этих диапазонов, т.е. /3 22,5°илиА 652,.In practice, for example, at an angle o (. 45 for a sound pipe with one acoustic trap, the angle jS is selected in the range from O to 451 For a sound pipe with a two-wire acoustic pickup, angle JZ is selected in the intervals from O to 45 or from 45 to 90f Usually, the angle is selected in the middle these ranges, i.e. / 3 22.5 ° or A 652 ,.

При изготовлении звукопровода из материала с небольшиьч поглащением ультразвука, например, из полиа лида , с об 45, без акустических ловушек (В 9С ), зфовень ревероерационных помех составилIn the manufacture of a sound duct from a material with little absorption of ultrasound, for example, from polyolide, with about 45, without acoustic traps (V 9C), the reverberation noise level was

- 15 дБ. При изготовлении звукопровода с одной акустической ловушкой с J3 22, о уровень реверсе рационных помех составил 34 дБ. При изготовлении звз оировода и одной акустической лощпжои с углом - 15 dB. In the manufacture of a sound duct with one acoustic trap with J3 22, the level of reverse interference was 34 dB. In the manufacture of zvody zvod and one acoustic loshchpozhi with an angle

|3 617,, уровень реверберащонных помех составлет- 27 дБ. Введение в таком звукопроводе второй акустической ловушки позволяет его уменьшить до 34 дБ.| 3 617 ,, the level of reverb interference is 27 dB. The introduction of a second acoustic trap in such a sound duct allows it to be reduced to 34 dB.

Применение дополнительных мер по уменьшению реверберадионных помех связанных с увеличением шероховатости отражающих граней, нанесения на них рассеивающих канавок, и звукопоглотителя, позволяет сниПредложенная полезная модель по сравнению с-известными техническими решениями позволяет существенно снизить уровень реверберационных помех, уменьшить искажения полезного сигнала и повысить точность измерений ультразвуковых расходомеров.The use of additional measures to reduce the reverberation noise associated with an increase in the roughness of the reflecting faces, applying scattering grooves, and a sound absorber on them allows the proposed utility model to significantly reduce the reverberation noise, reduce distortion of the useful signal and improve the accuracy of ultrasonic measurements flow meters.

Изготовлены экспериментальные образцы заявленого акустического пьезопреобразователя ультразвукового расходомера и проведены предварительные испытания.Experimental samples of the claimed acoustic piezoelectric transducer of an ultrasonic flow meter were made and preliminary tests were carried out.

Claims (2)

1. Акустический пьезопреобразователь ультразвукового расходомера, содержащий многогранный звукопровод, который имеет установочную грань, устанавливаемую на трубопровод, измерительную грань с установленным на ней пьезоэлементом, выполненную под острым углом к установочной грани, и отражающие ультразвук грани выполненные так, что первая отражающая грань перпендикулярна установочной грани, вторая отражающая грань перпендикулярна первой отражающей грани, а третья отражающая грань образует острый угол со второй отражающей гранью, создавая вместе со второй отражающей гранью акустическую ловушку для отраженных от установочной грани ультразвуковых волн, отличающийся тем, что угол между второй и третьей отражающими гранями определяется из выражения
0°< β < L,
где β - угол между второй и третьей отражающими гранями;
α - угол между измерительной и установочной гранями.
1. An acoustic piezoelectric transducer of an ultrasonic flow meter containing a multifaceted sound duct that has an installation face mounted on a pipeline, a measuring face with a piezoelectric element mounted on it, made at an acute angle to the installation face, and ultrasound-reflecting faces made so that the first reflecting face is perpendicular to the mounting face , the second reflective face is perpendicular to the first reflective face, and the third reflective face forms an acute angle with the second reflective face, creating together with the second reflecting face, an acoustic trap for ultrasonic waves reflected from the installation face, characterized in that the angle between the second and third reflecting faces is determined from the expression
0 ° <β <L,
where β is the angle between the second and third reflective faces;
α is the angle between the measuring and installation faces.
2. Пьезопреобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в звукопровод введены четвертая и пятая отражающие грани, создающие вместе с установочной гранью вторую акустическую ловушку, причем четвертая отражающая грань выполнена перпендикулярно установочной грани, пятая отражающая грань выполнена перпендикулярно четвертой отражающей грани и образует с измерительной гранью угол 180°-α, а угол между второй и третьей отражающими гранями определяется из выражений
0°< β < α; α < β < 90°
Figure 00000001
2. The piezoelectric transducer according to claim 1, characterized in that the fourth and fifth reflecting faces are introduced into the sound duct, creating, together with the mounting face, a second acoustic trap, the fourth reflecting face being perpendicular to the mounting face, the fifth reflecting face being made perpendicular to the fourth reflecting face and forming the measuring face is an angle of 180 ° -α, and the angle between the second and third reflective faces is determined from the expressions
0 ° <β <α; α <β <90 ° .l
Figure 00000001
RU97118305/20U 1997-11-05 1997-11-05 ACOUSTIC Piezoelectric transducer of ultrasonic flow meter RU7742U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97118305/20U RU7742U1 (en) 1997-11-05 1997-11-05 ACOUSTIC Piezoelectric transducer of ultrasonic flow meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97118305/20U RU7742U1 (en) 1997-11-05 1997-11-05 ACOUSTIC Piezoelectric transducer of ultrasonic flow meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU7742U1 true RU7742U1 (en) 1998-09-16

Family

ID=48269661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97118305/20U RU7742U1 (en) 1997-11-05 1997-11-05 ACOUSTIC Piezoelectric transducer of ultrasonic flow meter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU7742U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Castaings et al. The generation, propagation, and detection of Lamb waves in plates using air‐coupled ultrasonic transducers
US6105431A (en) Ultrasonic inspection
JPS6238355A (en) Method and device for measuring fluid characteristic by using capacity search signal of surface generation
US4574637A (en) Method for measuring surface and near surface properties of materials
WO2020175182A1 (en) Evaluation method for reflected wave
CN1038489A (en) The method of using acoustic wave to evaluate cement-bond well quality in all its aspests
CA2273444A1 (en) Ultrasonic examination of coated parts
CN1056001C (en) Ultrasonic detecting technology for internal material state of structural member
RU7742U1 (en) ACOUSTIC Piezoelectric transducer of ultrasonic flow meter
JPH08201356A (en) Sonic velocity measuring method for solid material and ultrasonic probe
JP3493941B2 (en) Ultrasonic probe
RU2188415C1 (en) Ultrasonic piezoelectric transducer
Hassan et al. On the anomalously low attenuation of the leaky Rayleigh wave in a fluid-filled cylindrical cavity
JP2001305112A (en) Ultrasonic flaw detection method
JPH09304357A (en) Method for examining filling state of filler using ultrasonic wave
US7418867B2 (en) Remote use of ultrasonic sensors
Lockett Lamb and torsional waves and their use in flaw detection in tubes
SU1379621A1 (en) Method of measuring thickness of polymer coatings using ultrasound
Mansfeld et al. Improving interference immunity of ultrasonic gas flowmeters with clamp-on probes
JPH05142356A (en) Ultrasonic substance detector
SU989472A1 (en) Article welded joint ultrasonic checking method
Titov et al. The velocity and attenuation of outgoing surface acoustic waves measured using an ultrasonic microscope with two focusing transducers
JPH1151910A (en) Crack detection method and measuring method for cracked part plate thickness
Lowe et al. The influence of the modal properties of a stiff layer embedded in a solid medium on the field generated in the layer by a finite‐sized transducer
Rajana et al. Utility of Lamb Waves for Near Surface Crack Detection