SU1731291A1 - Compound electroacoustic flexural vibration transducer - Google Patents

Compound electroacoustic flexural vibration transducer Download PDF

Info

Publication number
SU1731291A1
SU1731291A1 SU904813069A SU4813069A SU1731291A1 SU 1731291 A1 SU1731291 A1 SU 1731291A1 SU 904813069 A SU904813069 A SU 904813069A SU 4813069 A SU4813069 A SU 4813069A SU 1731291 A1 SU1731291 A1 SU 1731291A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
resonator
cavity
piezoelectric element
plane
fastening element
Prior art date
Application number
SU904813069A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Константинович Грищенко
Original Assignee
Акустический институт им.акад.Н.Н.Андреева
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 Акустический институт им.акад.Н.Н.Андреева filed Critical Акустический институт им.акад.Н.Н.Андреева
Priority to SU904813069A priority Critical patent/SU1731291A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1731291A1 publication Critical patent/SU1731291A1/en

Links

Landscapes

  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительным ультразвуковым устройствам . Цель изобретени  - уменьшение продольных габаритов преобразовател  при сохранении основной резонансной частоты Преобразователь содержит криволинейный резонатор с полостью и крепежным элементом, пьезоэлемент, закрепленный с нат гом в полости резонатора. Все центры кривизны внутренней поверхности резонатора расположены по одну сторону от плоскости поперечного сечени  резонатора проход щей через узел его механических смещений Крепежный элемент и полость с закрепленным в ней пьезоэлементом размещены по разные стороны от данной плоскости . Крепежный элемент расположен внутри резонатора, а пьезоэлемент установлен перпендикул рно продольной оси резонатора При подаче напр жени  на пьезоэлемент он совершает продольные колебани , которые передаютс  на резонатор возбужда  в нем изгибные колебани  2 ил сл сThis invention relates to ultrasound instrumentation. The purpose of the invention is to reduce the longitudinal dimensions of the converter while maintaining the fundamental resonant frequency. The converter contains a curvilinear resonator with a cavity and a fastener, a piezoelectric element fixed with tension in the cavity of the resonator. All centers of curvature of the internal surface of the resonator are located on one side of the plane of the cross section of the resonator passing through the mechanical displacements of the node. The fastening element and the cavity with the piezoelectric element fixed in it are placed on opposite sides of this plane. The fastener is located inside the resonator, and the piezoelectric element is installed perpendicular to the longitudinal axis of the resonator. When voltage is applied to the piezoelectric element, it makes longitudinal oscillations that are transmitted to the resonator exciting bending oscillations in it

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительным ультразвуковым устройствам и может быть использовано в импедансчувствительных и приемно-излу- чающих системах ультразвукового контрол .The invention relates to ultrasound instrumentation and can be used in impedance-sensitive and receiving-emitting ultrasound control systems.

Известен составной пьезоэлектрический преобразователь стержневого типа, содержащий полости в акустическом резонаторе . Преобразователь содержит пьезо- керамические пластины, тыльные накладки и средний вкладыш с системой отверстий.Known composite piezoelectric transducer rod-type, containing a cavity in the acoustic resonator. The transducer contains piezoceramic plates, back plates and an average liner with a system of holes.

Основным недостатком устройства  вл етс  мала  механическа  добротность, обусловленна  наличием склейки.The main drawback of the device is the small mechanical quality factor caused by the presence of gluing.

Известен электроакустический преобразователь стержневого типа, содержащий монолитный акустический резонатор с полостью и крепежным элементом, расположенными в области узла механических смещений резонатора, и пьезоэлемент, закрепленный с нат гом в полости резонатора по частично сопр женной со стенками полости поверхности, причем резонатор, полость пьезоэлемент и крепежный элемент выполнены симметричными относительно плоскости продольного осевого сечени  резонатораA rod-type electroacoustic transducer is known that contains a monolithic acoustic resonator with a cavity and a fastener located in the region of the mechanical displacements of the resonator, and a piezoelectric element fixed with a tension in the cavity cavity along the surface partially coupled to the walls of the cavity, the resonator, the piezoelectric cavity and the fastening the element is made symmetrical with respect to the plane of the longitudinal axial section of the resonator

Отсутствие клеевых соединений позвол ет существенно увеличить добротность составного электроакустического преобразовател The absence of adhesive joints can significantly increase the quality factor of the composite electroacoustic converter.

Недостатком устройства  вл етс  большой габарит вдоль его продольной оси при заданной основной резонансной частоте преобразовател The drawback of the device is a large size along its longitudinal axis at a given basic resonant frequency of the converter.

NN

OJOj

hO ЧЭhO CHE

Цель изобретени  - уменьшение продольных габаритов преобразовател  при сохранении основной резонансной частоты .The purpose of the invention is to reduce the longitudinal dimensions of the transducer while maintaining the fundamental resonant frequency.

Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в составном электроакустическом преобразователе, содержащем монолитный акустический резонатор с полостью и крепежным элементом, расположенными в области узла механических смещений резонатора , и пьезоэлемент, закрепленный с нат гом в полости резонатора по частично сопр женной со стенками полости поверхности , причем резонатор, полость, пьезоэлемент и крепежный элемент выполнены симметричными относительно плоскости продольного осевого сечени  резонатора, резонатор выполнен криволинейным, все центры кривизны его внутренней поверхности расположены по одну сторону от плоскости поперечного сечени , проход щей через узел его механических смещений крепежный элемент и полость, с закрепленным в ней пьезоэлементом, размещены по разные стороны от плоскости поперечного сечени  резонатора, проход щей через узел его механических смещений, крепеж- ньй элемент расположен со стороны внутренней поверхности резонатора, а пьезоэлемент установлен перпендикул рно продольной оси резонатора.This goal is achieved due to the fact that in a composite electroacoustic transducer containing a monolithic acoustic resonator with a cavity and a fastener located in the region of the mechanical displacement of the resonator, and a piezoelectric element fixed to the surface partially conjugated with the cavity wall, moreover, the resonator, cavity, piezoelement and fastener are made symmetrical relative to the plane of the longitudinal axial section of the resonator, the resonator is made of curvolines Yunny, all the centers of curvature of its inner surface are located on one side of the cross-sectional plane passing through the mechanical displacements knot, the fastener and the cavity, with the piezoelectric element fixed in it, are placed on opposite sides of the resonator's cross-sectional plane mechanical displacements, the fastening element is located on the side of the inner surface of the resonator, and the piezoelectric element is installed perpendicular to the longitudinal axis of the resonator.

На фиг. 1 изображен составной электроакустический преобразователь изгибных колебаний; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг 1.FIG. 1 shows a composite electroacoustic flexural vibration transducer; FIG. 2 is a section A-A in FIG. 1.

Преобразователь содержит монолитный резонатор 1 с полостью 2, расположенный в узловой области механических смещений резонатора, и закрепленный в этой полости пьезоэлемент 3. Акустический контакт между резонатором 1 и пьезоэлементом 3 осуществл етс  по сопр женным поверхност м выступов 4 полости 2 за счет нат га. Нат г обеспечиваетс  выбором размеров полости, выступов и размера пьезоэлемента. Крепежный элемент 5 расположенный в узловой области механических смещений резонатора 1 и выполненный монолитно с ним, позеол ет осуществл ть его крепление, например, к корпусу, без существенного снижени  механической добротности преобразовател .The converter contains a monolithic resonator 1 with a cavity 2, located in the nodal region of mechanical displacements of the resonator, and a piezoelectric element 3 fixed in this cavity. Acoustic contact between the resonator 1 and piezoelectric element 3 is carried out along the mating surfaces of the projections 4 of the cavity 2 due to tension. The tension is provided by the choice of the dimensions of the cavity, the protrusions and the size of the piezoelectric element. The fastening element 5 located in the nodal region of the mechanical displacements of the resonator 1 and made integral with it, allows it to be fixed, for example, to the housing, without significantly reducing the mechanical quality factor of the converter.

Резонатор 1 выполнен криволинейным, причем все центры кривизны (например, СИ, 02, Оз) его внутренней поверхности расположены по одну сторону от плоскости Б-Б поперечного сечени  резонатора, проход щей через узел механических смещений. Крепежный элемент и полость, с закрепленным в ней пьезоэлементом, размещены поResonator 1 is made curvilinear, all curvature centers (for example, SI, 02, Oz) of its inner surface are located on one side of the plane BB of the cross section of the resonator passing through the mechanical displacements node. The fastener and the cavity, with the piezoelectric element fixed in it, are placed along

разные стороны от плоскости Б-Б. При этом крепежный элемент 5 расположен со стороны внутренней поверхности резонатора, а пьезоэлемент 3 установлен перпендйкул рно продольной оси резонатора 0-0.different sides of the plane bb. In this case, the fastening element 5 is located on the side of the inner surface of the resonator, and the piezoelectric element 3 is installed perpendicular to the longitudinal axis of the resonator 0-0.

Акустический резонатор 1 может быть выполнен из любого твердого материала с малым поглощением звука (металл, стекло, керамика) и иметь колоколообразную, рупорообразную или U-образную форму.Acoustic resonator 1 can be made of any solid material with low sound absorption (metal, glass, ceramics) and be bell-shaped, horn-shaped or U-shaped.

Поперечное сечение полости 2 резонатора может быть круглым, квадратным, пр моугольным , овальным и т.д. Пьезоэлемент 3 может быть выполнен из любого пьезоактивного материала, например пьезокерами- ческого или монокристаллического, в виде пластины пр моугольной, круглой, овальной или квадратной формы. Крепежный элемент 5 может быть выполнен в видеThe cross section of the cavity 2 of the cavity may be round, square, rectangular, oval, etc. The piezoelectric element 3 can be made of any piezoactive material, for example, piezoceramic or single crystal, in the form of a plate of rectangular, round, oval or square shape. The fastening element 5 can be made in the form

сплошного или полого стержн  пр моугольного или круглого сечени , а также в виде фланца. Причем резонатор, полость, пьезоэлемент и крепежный элемент должны быть выполнены симметричными относительноsolid or hollow rod of rectangular or circular cross section, and also in the form of a flange. Moreover, the resonator, the cavity, the piezoelectric element and the fastening element must be made symmetrical with respect to

плоскости продольного осевого сечени  резонатора во избежание возникновени  в резонаторе паразитных мод колебаний и снижени  его добротности.the plane of the longitudinal axial cross section of the resonator in order to avoid the occurrence of parasitic oscillation modes in the resonator and a decrease in its quality factor.

Преобразователь работает следующимThe converter works as follows.

образом.in a way.

Пьезоэлемент 3, установленный в поло- сл и 2 монолитного резонатора 1, при подаче на него переменного электрического напр жени  совершает механические колебани A piezoelectric element 3, installed in a band and 2 of a monolithic resonator 1, when applied to it by an alternating electrical voltage, makes mechanical oscillations

в своей плоскости, которые через акустические контакт с выступами 4, обеспеченный нат гом, передаютс  в акустический резонатор 1. При совпадении частоты возбуждающего электрического напр жени  сin their own plane, which, through acoustic contact with the protrusions 4, provided with tension, are transmitted to the acoustic resonator 1. If the frequency of the exciting electrical voltage coincides with

собственной резонансной частотой акустического резонатора 1 в нем за счет большой акустической добротности возникают из- гибные колебани  стенок, что приводит к излучению акустических волн в окружающую преобразователь среду.due to the large acoustic quality factor, flexural wall oscillations occur in the natural resonant frequency of the acoustic resonator 1, which leads to the emission of acoustic waves into the environment surrounding the converter.

Предлагаемый электроакустический преобразователь  вл етс  обратимым и может быть также использован дл  приема акустических колебаний из окружающейThe proposed electroacoustic transducer is reversible and can also be used to receive acoustic oscillations from the surrounding

среды.environment.

Claims (1)

Формула изобретени  Составной электроакустический преобразователь изгибных колебаний, содержа- щий монолитный акустический резонатор с полостью и крепежным элементом, расположенными в области узла механических смещений резонатора, и пьезоэлемент, закрепленный с нат гом в полости резонатора по частично сопр женной со стенками полости поверхности, причем резонатор, полость , пьезоэлемент и крепежный элемент выполнены симметричными относительно плоскости продольного осевого сечени  резонатора , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  продольных габаритов преобразовател  при сохранении основной резонансной частоты, резонатор выполнен криволинейным, все центры кривизны его внутренней поверхности расположены по одну сторону от плоскости поперечного се0Claims of the Invention A composite electroacoustic flexural vibration transducer comprising a monolithic acoustic resonator with a cavity and a fastening element located in the region of the mechanical displacement of the resonator assembly and a piezoelectric element fixed with a tension in the cavity of the resonator along the surface partially coupled to the cavity wall. the cavity, the piezoelectric element and the fastening element are made symmetrical relative to the plane of the longitudinal axial section of the resonator, characterized in that, in order to reduce Given the longitudinal dimensions of the converter while maintaining the fundamental resonant frequency, the resonator is curved, all the centers of curvature of its inner surface are located on one side of the plane of the transverse cross section. чени , проход щей через узел его механических смещений, крепежный элемент и полость с закрепленным в ней пьезоэлемен- том размещены по разные стороны от плоскости поперечного сечени  резонатора, проход щей через узел его механических смещений, крепежный элемент расположен со стороны внутренней поверх-ности резонатора, а пьезоэлемент установлен перпендикул рно продольной оси резонатора .In addition, a fastening element and a cavity with a piezoelectric element fixed in it passing through the node of its mechanical displacements are placed on opposite sides of the plane of the cross section of the resonator passing through the node of its mechanical displacements, the fastening element is located on the side of the internal surface of the resonator, and the piezoelectric element is installed perpendicular to the longitudinal axis of the resonator. « " /////// 77/////// 77 ОABOUT Риг.1Riga.1 « fff ,J ,Ч"Fff, j, h
SU904813069A 1990-04-13 1990-04-13 Compound electroacoustic flexural vibration transducer SU1731291A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904813069A SU1731291A1 (en) 1990-04-13 1990-04-13 Compound electroacoustic flexural vibration transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904813069A SU1731291A1 (en) 1990-04-13 1990-04-13 Compound electroacoustic flexural vibration transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1731291A1 true SU1731291A1 (en) 1992-05-07

Family

ID=21507644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904813069A SU1731291A1 (en) 1990-04-13 1990-04-13 Compound electroacoustic flexural vibration transducer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1731291A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 221403,кл В 06 В 1/06,1967 Авторское свидетельство СССР № 1419749, кл В 06 В 1/00,1986 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0251797B1 (en) Non-directional ultrasonic transducer
KR840003184A (en) Piezoelectric inverter
AR011920A1 (en) ACOUSTIC DEVICE AND A METHOD TO MAKE A PANEL OF OR FOR THE SAME
EA200001016A1 (en) ACOUSTIC DEVICE
SE9101427L (en) PROCEDURAL AND ELECTRO-Acoustic Converters For Broadcasting Of Low-Frequency Acoustic Trolleys In A Trunk
US4147899A (en) Broadband electromagnetic sound source with differently tuned diaphragms
SU1731291A1 (en) Compound electroacoustic flexural vibration transducer
US5515343A (en) Electro-acoustic transducers comprising a flexible and sealed transmitting shell
US7535801B1 (en) Multiple frequency sonar transducer
JPH0534848B2 (en)
RU2020769C1 (en) Piezoelectric bell
SU445176A1 (en) Electroacoustic transducer
RU2050206C1 (en) Vibrations energy transformation apparatus
RU2071184C1 (en) Wide-pulse hydroacoustic emitter
JPS5843357Y2 (en) Ultrasonic transducer
SU1470354A1 (en) Ultrasonic piezoelectric transducer of flexing oscillations
JPS60206471A (en) Ultrasonic vibration apparatus
RU2136122C1 (en) Wide-band low-frequency hydroacoustic source
SU1492487A1 (en) Ultrasonic aperiodic piezoelectric converter
SU1378929A1 (en) Piezoelectric transducer
SU720577A1 (en) Vibratory motor
SU547975A1 (en) Piezoelectric transducer
RU18655U1 (en) ULTRASONIC PIEZO-CERAMIC RADIATOR
SU1648577A1 (en) Device for ultrasonic treatment
JP2553079Y2 (en) Bend type transducer