SU1205317A1 - Широкополосный пьезоэлектрический преобразователь - Google Patents

Description

f

Изобретение относитс  к электроакустике и ультразвуковой технике и может быть использовано при конструировании различной ультразвуковой аппаратуры.

Цель изобретени  - увеличение полосы пропускани .

На чертеже изображен предлагаемый преобразователь.

Преобразователь содержит стержневой пьезоэлемент 1, например с пр моугольным поперечным сечением . На боковой поверхности расположен электрод 2, на торцовой - электрод 3. Демпфер 4 подсоедин етс  к торцу пьезоэлектрического стержн , не покрытого электродом. Край бокового электрода 2 выполнен в виде ломаной линии, причем минимальна  ширина () бокового электрода и разность макс 1мального и минимального paccтo ний( minl бокового электрода от торцового электрода выбрана больше длины волны преобразуемой ультразвуковой волны наинизшей частоты, равной отношению скорости звуковой волны к частоте сигнала.

Преобразователь работает следующим образом.

Как известноJ преобразование акустической энергии в электрическую преимутдественно происходит в тех местах преобразовани , где имеетс  наиболее резкое изменение- электрического пол  в пространстве т.е. в области торцового электрода 3 и в области передней грани бокового электрода 2. Поэтому при воздействии акустического импульса на поверхности торцового электрода 3 сразу происходит преобразование акустической энергии в электрическую и по вл етс  электрический зар д, который индуцирует на боковом электроде зар д противоположного знака, при этом между электродами по вл етс  электрическое напр жение. Когда ультразвукова  волна достигает передней гран.и бо2053172

кового электрода 2, она также преобразуетс  в электрический сигнал . Так как ближний к торцовому электроду 3 край бокового электрода 5. 2 выполнен в виде ломаной линии, то выходной электрический сигнал преобразовател  формируетс  как результат наложени  сигналов от каждой точки боковой грани второго 10 электрода. Эти сигналы из-за ломаной формы боковой грани задержаны относительно друг друга во временном интервале

- так - гтич 15 V - скорость распространени  ультразвуковой волны в преобI ) р

разователе , о д, nt-miri - максимальное и минимальное рассто ни  бокового

20 электрода 2 от торцового электрода 3, Д - длина преобразуемой ультразвуковой волны наинизшей частоты. Таким, образом, выходной электрический сигнал преобразовател  формируетс 

25 в результате суперпозиции сигнала, преобразованного торцовым электродом 3, и множества элементарных сигналов, преобразованных передним ломаным краем бокового электрода 2.

30 Поскольку величина (S jnax-2„,, f,) выбрана больше длины 9i преобразуемой ультразвуковой волны наинизшей час- тоть, то суммирование элементарных сигналов боковых электродов проис35 ходит не синфазно, и их вклад в выходной сигнал преобразовател  существенно уменьшаетс . В результате этого выходной сигнал, в основном , формируетс  за счет электро4Q акустического преобразовател  в области торцового электрода 3.

Таким образом, из-за устранени  всех возможных резонансных  влений, в частности обусловленных электроакустическим преобразованием на кра х одного из элементов, удаетс  увеличить полосу пропускани  и, следовательно, улучшить равномерность частотной характеристики.

45

50

Claims (1)

1. ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий стержневой пьезоэлемент с двумя электродами, первый из которых расположен на торце стержня, а второй - на его боковой поверхности, отличающийся тем, что, с целью увеличения полосы пропускания, обращенный к первому электроду торец второго электрода выполнен в виде ломаной линии, причем минимальная ширина второго электрода и разность максимального и минимального расстояния от первого электрода до второго выбраны больше величины отношения скорости звуковой волны к наинизшей частоте звуковой волны.

   ΐ