SU447860A1

SU447860A1 - Piezoelectric transducer

Info

Publication number: SU447860A1
Application number: SU1841047A
Authority: SU
Inventors: Владиславас Ионо Домаркас; Римантас-Ионас Юозо Кажис; Пранас-Бернардас Прано Милюс
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт
Priority date: 1972-10-27
Filing date: 1972-10-27
Publication date: 1974-10-25

Description

1one

Изобретение относитс к ультразвуковой технике и может быть использовано при разработке ультразвуковых измерительных приборов .The invention relates to ultrasound technology and can be used in the development of ultrasonic measuring devices.

Известны пьезоэлектрические преобразователи , состо щие из механически демпфированной пьезоэлектрической пластины с переходным слоем между указанной пластиной и рабочей средой, а также параллельно подключенной цепи из индуктивности и резистора.Piezoelectric transducers are known, consisting of a mechanically damped piezoelectric plate with a transition layer between the said plate and the working medium, as well as a parallel circuit of inductance and a resistor.

Однако в известных устройствах наблюдаетс неэффективное согласование в широком диапазоне частот, тогда как дл наилучшей передачи акустической энергии из пьезопреобразовател в рабочую среду или обратно необходимо равенство их акустических сопротивлений .However, in known devices, inefficient matching is observed in a wide range of frequencies, whereas for the best transfer of acoustic energy from the piezotransducer to the working medium or vice versa, their acoustic impedances must be equal.

Цель изобретени - улучшить услови акустического согласовани преобразовател с рабочей средой.The purpose of the invention is to improve the acoustic matching conditions of the transducer with the working medium.

Это достигаетс тем, что последовательно с индуктивностью подключена активна электрическа цепь, например конвертор отрицательного сопротивлени , с отрицательным активным входным сопротивлением.This is achieved by connecting an active circuit in series with an inductance, for example a negative impedance converter, with a negative active input impedance.

На чертеже изображена схема согласованного с рабочей средой пьезопреобразовател .The drawing shows a scheme consistent with the working environment of the piezo transducer.

Преобразователь состоит изпьезоэлемента 1, индуктивности 2, конвертора отрицательного сопротивлени (КОС) 3 и резистора 4.The converter consists of piezoelectric element 1, inductance 2, negative resistance converter (KOS) 3 and resistor 4.

Конвертором отрицательного сопротивлени называетс активный четырехполюсник, входное сопротивление которого равно сопротивлению нагрузки с обратным знаком.The negative impedance converter is an active four-port network whose input impedance is equal to the load resistance with the opposite sign.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Конвертор отрицательного сопротивлени (КОС) 3 трансформирует сопротивление резистора 4 в отрицательное активное сопротивление , которое вместе с индуктивностью 2 и емкостью пьезоэлемента 1 образует резонансную колебательную цепь.A negative resistance converter (CBS) 3 transforms the resistance of resistor 4 into negative active resistance, which, together with inductance 2 and capacitance of piezoelectric element 1, forms a resonant oscillatory circuit.

Входное акустическое сопротивление пьезопреобразовател зависит от параметров указанной цепи. Подбором величины индуктивности 2, резистора 4 и коэффициента трансформации КОС 3 можно сделать входное акустическое сопротивление преобразовател равным волновому акустическому сопротивлению рабочей среды. При этом отрицательное активное сопротивление КОС компенсирует как потери , вызванные демпфированием пьезоэлемента , так и диэлектрические потери. Дл обеспечени устойчивости КОС отрицательноеThe input acoustic impedance of the piezotransducer depends on the parameters of the specified circuit. Selection of the inductance 2, resistor 4 and the transformation coefficient of KOS 3 can make the input acoustic impedance of the converter equal to the acoustic wave impedance of the working medium. At the same time, the negative active resistance of the CBS compensates for both the losses caused by the damping of the piezoelectric element and the dielectric losses. To ensure sustainability, CBS is negative.

сопротивление по абсолютному значению должно быть меньше активного электрического сопротивлени пьезопреобразовател . Перестройкой индуктивности 2 можно мен ть частотный диапазон минимального коэффициента отражени .the absolute value of the resistance must be less than the active electrical resistance of the piezotransducer. By tuning the inductance 2, the frequency range of the minimum reflection coefficient can be changed.

Предмет изобретени Subject invention

Пьезоэлектрический преобразователь, состо щий из механически демпфированной пьезоэлектрической пластины с переходным слоем между указанной пластиной и рабочей средой , а также параллельно подключенной цепи из индуктивности и резистора, отличающийс тем, что, с целью улучшени условий акустического согласовани с рабочей средой, последовательно с индуктивностью подключена активна электрическа цепь, например, конвертор отрицательного сопротивлени , с отрицательным активным входным сопротивлением .A piezoelectric transducer consisting of a mechanically damped piezoelectric plate with a transition layer between the specified plate and the working medium, as well as a parallel-connected circuit of inductance and a resistor, characterized in that an electrical circuit, such as a negative impedance converter, with a negative active input impedance.