SU1068176A1 - Электромеханический преобразователь - Google Patents

Abstract

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБ.;РЛЗЬВАТЕЛЬ , содержащий пьёзоэлемент помацЪнный ме)эду активной накладкоПконцентратором и пассивной иaклnjaк6йj отлич агои1иПс   тем, что, с целью повышени  эффективности работы, излучающа  накладка выполнена полуволновой длины, а пассивна  накладка вместе с пьеэоэлементом также составл ет полуволновую систему, при этом пассивна  наклалка выполнена длиной о АИ Ог-Ci г Ci . где 1д и 1 соответственно длины пьезоэлемента и пассивной накладки; С. и Со соответственно ,скорю-сти звука в пьезоэлементе и пассивной наto кладке; АН - длина волны продольных (Л колебаний в накладке.

Description

о

00

СП)

Изобретение относитс  к акустике, g частности к ультразвуковой технике ,, и может быть использовано в различных техЕ{ологических процессах, например, при обработке хрупких ма- териалов, сварке пластмасс и т.д.

Известен электромеханический пре- образователь , состо щий из лвух пьезокерамических пластин, noneuteHHux между двум  частотопоннжающими наклад- ками, излучающей и отражающей (пассийной ).При этом пассивную накладку выполншот из материала более плотного по сравнению с излучающей накладкой СП.

Недостатком такого преобразовател  15  вл етс  Мила  амплитуда колебаний на рабочем торце излучающей накладки, что ограничивает его применение.

Известен также электромеханический преобразователь, содержащий ступенча-20 тый транс(орматор скорости, на широком конце которого закреплен пьозокерамический элемент, возОужда10111ий колебани . Вс  система колеблетс  как полуволновой резонатор 123 . 25

Недостатком данного преобразовател   вл етс  мала  амплитуда колебаний , возбужлаег 11х на входном торце трансформатора скорости, поэтому Достаточную дл  технологических целей JQ амплитуду на рабочем торце прь-оиразовател  мо;:снр получить, лишь выбира  большой( более 10) коэффициент трансформации , а это приводит к тому, что система становитс  чувствительной к тс изменению механиче ской нагрузки. Крое того, при больишх коэффициентах трансформации в трансформаторе возникают недопустимо болылие напр хсени , вызыватацие его разрушение.

Наиболее близким по технической суъдности к изобретению  вл етс  элек тромеханический преобразователь, соержгадий пьезоэлемент, помещенный между активной излучающей накладкойконцентратором и пассивной наклад- 45 кой 31.

Однако известный преобразователь, позвол ющий получать амплитуду колебаний на рабочем торце до 12 мкм, не позвол ет измен ть в достаточных 50 пределах коэффициент трансформации концентратора, что затрудн ет согласование пгхгобразовател  с нагрузкой и снижает эффективность работы преобразовател .55

Цель изобретени  - повьпиение эффективности работ1,1 электромеханического преобразовател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электромеханическом преобразователе , содержащем пьезозлемент, помещенный между активной накладкой-концентратором и пассивной накладкой, излучающа  накладка выполнена полу- . волновой длины, а пассивна  накладка вместе с пьезозлементом также составл ет полуволновую систему, при этом пассивна  накладка выполнена длиной . Л« Сг-Ч

1.

где 1 и 1 - соответственно длины

пьезоэлемента и .пассивной накладки;

С и С - соответственно скорости звука в пьезоэлементе и пассивной накладке; Дц - длина волны продольных

колебаний в накладке. На фиг. 1 изображен преобразователь; на фиг. 2 - эпюра распределени  амплитуд колебаний по длине преобразовател .

Преобразователь состоит из пьезоэлемента 1, обычно, состо щего из дву Частей, помещенного между излучающей накладкой 2, выполненной в В1ще ступенчатого концентратора полуполновой длины, и пассивной накладкой 3. Пассивна  накладка 3 вместе с пьезоэлементом 1 составл ет полувоЛновуто колебательную систему.

Устройство работает следующим образом .

При подаче переменного напр жени  на пьезоэлемент 1, преобразователь возбуждаетс  и в нем создаетс  сто ча  волна. Преобразователь работает, как полуволнова  колебательна  система , аналогично работе магнитострикционного полуволнового вибрато(5а, соединенного с полуволновьа.1 волноводом.

Объединение пассивной накладки 3 и пьезоэлемента в полуволновую систему позвол ет вывести пьезоэлементы из зоны максимальных внутренних напр жений , что значительно облегчает услови  их работы, снижа  их нагрев на 25%, тем самым повыша  эффективность работы преобразовател .

Кроме того, наличие двух узловых плоскостей, расположенных на наклад-, ках, позвол ет крепить преобразователь на двух опорах, что дает возможность использовать его во вращающихс  колебательных системах.

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий пьёзоэлемент, помещенный между активной накладкойконцентратором и пассивной накладкойj отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, излучающая накладка выполнена полуволновой длины, а пассивная накладка вместе с пьеэоэлементом также составляет полуволновую систему, при этом пассивная накладка выполнена длиной .где 1д и lj - соответственно длины пьезоэлемента и пасСи сйвной накладки;

   и Cj - соответственно.скоро-сти звука в пьезоэлементе и пассивной накладке;

   Ан - длина волны продольных колебаний в накладке.

   ώ cz о

   □о

   OS ^3? * >