SU1630856A1 - Ultrasonic transducer - Google Patents

Ultrasonic transducer Download PDF

Info

Publication number
SU1630856A1
SU1630856A1 SU884496895A SU4496895A SU1630856A1 SU 1630856 A1 SU1630856 A1 SU 1630856A1 SU 884496895 A SU884496895 A SU 884496895A SU 4496895 A SU4496895 A SU 4496895A SU 1630856 A1 SU1630856 A1 SU 1630856A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
damper
protector
piezoelectric element
housing
intermediate adhesive
Prior art date
Application number
SU884496895A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Семенович Марьин
Original Assignee
Куйбышевское специальное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Нефтехимавтоматика"
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 Куйбышевское специальное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Нефтехимавтоматика" filed Critical Куйбышевское специальное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Нефтехимавтоматика"
Priority to SU884496895A priority Critical patent/SU1630856A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1630856A1 publication Critical patent/SU1630856A1/en

Links

Landscapes

  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к ультразвуковой измерительной технике. Цель изобретени  - повышение надежности при высоких температурах Преобразователь содержит корпус 1, пьезоэлемент 2, рабоча  и тыльна  поверхности которого св заны с помощью промежуточных клеевых слоев 3 с протектором 4 и демпфером 5 соответственно. Пружина 6 прижата к демпферу крышкой корпуса 7. Изол ционна  втулка 8 контактирует с внутренней поверхностью корпуса. Высокочастотный разъем 9 и все перечисленные выше элементы расположены в корпусе соосно. Гальваническа  св зь поверхностей пьезоэлемента с демпфером и протектором осуществл етс  посредством металлических тканых сеток, толщина которых равна толщине соответствующих промежуточных клеевых слоев, представл ющих собой силикатную композицию. При запитке пьезоэлемента 2 его колебани  передаютс  через протектор в контролируемую среду. 2 ил. ЈThis invention relates to an ultrasonic measuring technique. The purpose of the invention is to increase reliability at high temperatures. The converter comprises a housing 1, a piezoelectric element 2, the working and rear surfaces of which are connected by means of intermediate adhesive layers 3 to the protector 4 and the damper 5, respectively. The spring 6 is pressed against the damper by the cover of the housing 7. The insulating sleeve 8 contacts the inner surface of the housing. High-frequency connector 9 and all of the above elements are located in the housing coaxially. The galvanic connection of the surfaces of the piezoelectric element with the damper and protector is carried out by means of metal woven grids, the thickness of which is equal to the thickness of the corresponding intermediate adhesive layers, which are a silicate composition. When powering the piezoelectric element 2, its vibrations are transmitted through the protector to the controlled medium. 2 Il. J

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано, например , при измерении расходов ультразвуковым методомThe invention relates to a measuring technique and can be used, for example, when measuring flow rates by an ultrasonic method.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности при высоких температурах.The aim of the invention is to increase reliability at high temperatures.

На фиг. 1 показан преобразователь, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a converter, in FIG. 2 shows section A-A in FIG. one.

Преобразователь содержит корпус 1, в котором соосно расположены пьезоэлемент 2, рабоча  и тыльна  поверхности которого св заны с помощью промежуточных клеевых слоев 3 с протектором 4 и демпфером 5 соответственно, пружину 6, прижатую к демпферу 5 крышкой корпуса 7, изол ционную втулку 8, расположенную коак- сиально корпусу 1 и прилегающую к его внутренней поверхности, высокочастотный разъем 9, обеспечивающий подвод электрического напр жени  к электродам пьезоэлемента .The converter includes a housing 1, in which the piezoelectric element 2 is coaxially arranged, whose working and rear surfaces are connected by means of intermediate adhesive layers 3 to the protector 4 and damper 5, respectively, spring 6, pressed against damper 5 by housing cover 7, insulating sleeve 8, located coaxially to housing 1 and adjacent to its inner surface, high-frequency connector 9, which provides a supply of electrical voltage to the electrodes of the piezoelectric element.

Гальваническа  св зь рабочей поверхности пьезоэлемента 2 с металлическим протектором 4 осуществл етс  с помощью выступов (уток) тканой металлической сетки, толщина которой равна толщине промежуточного клеевого сло  (фиг. 2). Протектор может быть выполнен как одно целое с корпусом преобразовател  (сварное соединение) или соединен с ним посредством резьбы Электрическа  св зь электрода тыльной поверхности пьезоэлемента 2 и высокочастотного разъема 9 осуществл етс  через тканую металлическую сетку, установленную в промежуточном клеевом слое 4, прилегающем к тыльной поверхности пьезоэлемента. Демпфер может быть выполнен металлическим и неметаллическим. Полученный таким образом твердый акустический контакт требует поджима соединени  элементов преобразовател , что осуществл етс  с помощью пружины 6 и крышкой корпуса 7The galvanic connection of the working surface of the piezoelectric element 2 with the metal protector 4 is carried out using protrusions (weft) of a woven metal mesh, the thickness of which is equal to the thickness of the intermediate adhesive layer (Fig. 2). The protector can be made in one piece with the transducer case (welded joint) or connected to it through a thread. The electrical connection of the back surface electrode of the piezoelectric element 2 and the high-frequency connector 9 is carried out through a woven metal mesh installed in the intermediate adhesive layer 4 adjacent to the back surface piezoelectric element. The damper can be made of metal and non-metal. The solid acoustic contact thus obtained requires pressing the connection of the transducer elements, which is done by means of a spring 6 and a cover of the housing 7

С5C5

ооoo

оabout

00 СП00 SP

ОЭOE

при давлении 15-50 кг/см2 дл  исключени  в дальнейшем возможных расслоений. Изол ционна  втулка 8 предназначена дл  изол ции тканой металлической сетки от корпуса 1 преобразовател  при выступании ее по наружному периметру, а также в случае применени  металлического демпфера. Промежуточные клеевые слои представл ют собой силикатную композицию.at a pressure of 15-50 kg / cm2 to further exclude possible delamination. The insulating sleeve 8 is intended to isolate the woven metal mesh from the transducer housing 1 when it protrudes along the outer perimeter, as well as in the case of using a metal damper. Intermediate adhesive layers are a silicate composition.

Предлагаемый преобразователь выполнен следующим образом.The proposed Converter is as follows.

Защитный стакан, образованный соединением корпуса 1 и протектора 4 с помощью сварки, выполнен из титана марки ВТЗ-1, термический коэффициент линейного расширени  которого составл ет 9 10е .The protective cup formed by the connection of the case 1 and the tread 4 by welding is made of titanium brand VTZ-1, the thermal coefficient of linear expansion of which is 9 10e.

Клеева  композици  (цементна  св зка) выполнена из алюмосиликатного св зующего и порошка феррита бари  в качестве наполнител . Термический коэффициент линейного расширени  цемента составл ет (10-14)«106 . Термический коэффициент линейного расширени  пьезокерамики, например ЦТС-26, составл ет (4,5- 7,5)40 6 .The adhesive composition (cement bond) is made of an aluminosilicate binder and barium ferrite powder as a filler. The thermal coefficient of linear expansion of cement is (10-14) "106. The thermal coefficient of linear expansion of piezoelectric ceramics, for example, PZT-26, is (4.5-7.5) 40 6.

Данный коэффициент дл  тканой металлической сетки, например стальной никелевой , составл ет 7,9106 град Г Диаметр проволоки выбран равным 0,6-0,7 мм при выборе четвертьволновой толщины промежуточных клеевых слоев на резонансной частоте преобразовател  1,5 МГц.This factor for a woven metal mesh, such as nickel steel, is 7.9106 degrees D The wire diameter is chosen to be 0.6-0.7 mm when selecting quarter-wave thickness of intermediate adhesive layers at the resonant frequency of the converter 1.5 MHz.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При подаче рабочего импульса на льезо- элемент 2 звукова  волна через промежуточный клеевой слой 3 и протектор 4 уходит в контролируемую среду. С тыльной стороны пьезоэлемента 2 звукова  волна, проход  через промежуточный клеевой слой 3, приWhen a working impulse is applied to the lighter element 2, the sound wave through the intermediate adhesive layer 3 and the protector 4 goes into the controlled medium. From the back of the piezoelectric element 2 is a sound wave, the passage through the intermediate adhesive layer 3, with

нимаетс  демпфером 5, где гаситс . На границах пьезоэлемент - промежуточный клеевой слой - протектор и пьезоэлемент - промежуточный клеевой слой - демпфер отражени  .будут незначительны, так как им- педансы металлической сетки близки к импедансу пьезокерамики. Осуществление твердого акустического контакта с помощью клеевой композиции, армированной металлической сеткой, обеспечивает стойкость соединени  элементов преобразовател  к циклическим перепадам температур, так как промежуточный клеевой слой, пьезоэлемент и протектор имеют термические коэффициенты линейного расширени  одного пор дка.It is a damper 5, where it is quenched. At the borders of the piezoelectric element — an intermediate adhesive layer — a protector and a piezoelectric element — an intermediate adhesive layer — the reflection damper will be insignificant, since the impedance of the metal mesh is close to the impedance of the piezoceramics. The implementation of solid acoustic contact with an adhesive composition reinforced with a metal grid ensures the resistance of the transducer elements to cyclic temperature differences, since the intermediate adhesive layer, the piezoelectric element and the protector have thermal coefficients of linear expansion in one order.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус и расположенные в нем соосно пьезоэлемент, демпфер, протектор, пружину, изол ционную втулку, высокочастотный разъем, причем протектор и демпфер через промежуточные клеевые слои св заны с рабочей и тыльной сторонами пьезоэлемента соответственно, изол ционна  втулкаAn ultrasonic transducer comprising a housing and a piezoelectric element coaxially disposed therein, a damper, a protector, a spring, an insulating sleeve, a high-frequency connector, the protector and the damper being connected to the working and back sides of the piezoelectric element respectively, the insulating sleeve контактирует с внутренней поверхностью корпуса, а пружина расположена между демпфером и подвижной крышкой корпуса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности при высоких температурах, промежуточные клеевые слои выполнены в видеcontacts the inner surface of the housing, and the spring is located between the damper and the movable housing cover, characterized in that, in order to increase reliability at high temperatures, the intermediate adhesive layers are made in the form силикатной клеевой композиции, а между поверхност ми пьезоэлемента и обращенными к ним поверхност ми демпфера и протектора установлены тканые металлические сетки, толщины которых равны толщинам промежуточных клеевых слоев, расположенных соотвественно между поверхност ми демпфера, пьезоэлемента и протектора.a silicate adhesive composition, and between the surfaces of the piezoelectric element and the surfaces of the damper and protector facing them, woven metal grids are installed, the thicknesses of which are equal to the thicknesses of the intermediate adhesive layers located respectively between the surfaces of the damper, piezoelement and protector. 1one Фие.1Phie.1 А-АAa ii фиг. гFIG. g
SU884496895A 1988-10-20 1988-10-20 Ultrasonic transducer SU1630856A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884496895A SU1630856A1 (en) 1988-10-20 1988-10-20 Ultrasonic transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884496895A SU1630856A1 (en) 1988-10-20 1988-10-20 Ultrasonic transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1630856A1 true SU1630856A1 (en) 1991-02-28

Family

ID=21405368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884496895A SU1630856A1 (en) 1988-10-20 1988-10-20 Ultrasonic transducer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1630856A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2582889C1 (en) * 2014-12-11 2016-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Татинтек" Ultrasonic piezoelectric converter
RU2716854C1 (en) * 2019-09-26 2020-03-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Application of abrasive paper as protector of ultrasonic transducer
CN111632807A (en) * 2020-05-27 2020-09-08 南京瀚杰制冷科技有限公司 Ultrasonic transducer with protective housing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 866781, кл. Н 04 R 31/00, 1979. Шрайбер Д. С. Ультразвукова дефектоскопи . М.: Металлурги , 1965, с. 205. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2582889C1 (en) * 2014-12-11 2016-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Татинтек" Ultrasonic piezoelectric converter
RU2716854C1 (en) * 2019-09-26 2020-03-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Application of abrasive paper as protector of ultrasonic transducer
CN111632807A (en) * 2020-05-27 2020-09-08 南京瀚杰制冷科技有限公司 Ultrasonic transducer with protective housing
CN111632807B (en) * 2020-05-27 2023-09-08 南京瀚杰制冷科技有限公司 Ultrasonic transducer with protective shell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1071322A (en) Ultrasonic transducer and a method for manufacture thereof
US3925692A (en) Replaceable element ultrasonic flowmeter transducer
US6536275B1 (en) Ultrasonic transducer for liquid measurement
US5332943A (en) High temperature ultrasonic transducer device
US4999819A (en) Transformed stress direction acoustic transducer
Amini et al. A new high-temperature ultrasonic transducer for continuous inspection
US4703656A (en) Temperature independent ultrasound transducer device
JP2699619B2 (en) Electrostrictive effect element
US2787777A (en) Ceramic transducer having stacked elements
GB2052918A (en) Piezoelectric transducers
US4551647A (en) Temperature compensated piezoelectric transducer and lens assembly and method of making the assembly
WO2005029912A1 (en) Ultrasonic vibrator and ultrasonic flowmeter using the same
SU1630856A1 (en) Ultrasonic transducer
US4422055A (en) Strain relief technique for surface acoustic wave devices
JPS60839B2 (en) piezoelectric diaphragm
US3123727A (en) Kritz
US2815430A (en) Ultrasonic soldering iron
CA2468836A1 (en) Ultrasound transducer for application in extreme climatic conditions
JP3327497B2 (en) Ultrasonic probe
JPH06101879B2 (en) Aerial ultrasonic transducer
JP3378396B2 (en) Ultrasonic probe
JPH0965490A (en) Ultrasonic probe
JPH02236478A (en) Ultrasonic transducer
JPH09222424A (en) Ultrasonic probe
JP2747947B2 (en) Method of manufacturing transducer for ultrasonic flow meter