SU723416A1

SU723416A1 - Oscillating pressure sensor

Info

Publication number: SU723416A1
Application number: SU782689477A
Authority: SU
Inventors: Павел Васильевич Кевлишвили; Инга Георгиевна Давидян; Евгений Николаевич Рыков; Адольф Павлович Шведчиков; Тамара Яковлевна Кефели
Original assignee: Ордена Ленина Институт Физики Земли Им. О.Ю.Шмидта Ан Ссср; Ордена Ленина Институт Химической Физики Ан Ссср
Priority date: 1978-11-29
Filing date: 1978-11-29
Publication date: 1980-03-25

Description

1one

Т1зобретение относитс к измерительной технике, в частности к измерению динамических давлений, и может быть использовано в экспериментальной физике.The invention relates to measurement technology, in particular to the measurement of dynamic pressures, and can be used in experimental physics.

Известны датчики импульсного давлени , содержащие пьезоэлектрический преобразовательный элемент, закрепленный на волноводе, акустическое волновое сопротивление которого согласовано с преобразовательным элементом l. При этом волновод может быть вьшолнен из керамики , кварца и т.п.Pulse pressure sensors are known that contain a piezoelectric transducer element mounted on a waveguide, the acoustic characteristic impedance of which is matched with the transducer element l. In this case, the waveguide can be made of ceramics, quartz, etc.

Недостатком такого датчика вл етс низка точность за счет малого времени . регистрации неискаженного сигнала.The disadvantage of such a sensor is low accuracy due to short time. register undistorted signal.

Известны датчики, в которых волновод выполнен из металла свинца цинка, стали , и т.п. значительной длимы 12..Sensors are known in which the waveguide is made of lead metal, zinc, steel, and the like. significant length of 12 ..

Однако этот датчик имеет большие габариты .However, this sensor has large dimensions.

Цель изобретени - повышение точности измерени и уменьшение гпбаритов дат чикй импульсного давлени .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and decrease the gpbarite pulse pressure sensor.

Эта цель достигаетс за счет того, что в датчике импульсного давлени , содержащем пьезоэлектрический преобразовательный элемент, закрепленный на торце акустического волновода из полимерного материала , волновод содержит твердый металлический наполнитель, количество которого уменьшаетс в направлении свободного торца волновода, причем в качестве полимерного матершла использован полиолигокарбонатметакрилат , а в качестве наполнител - порошок вольфрама.This goal is achieved due to the fact that in a pulse pressure sensor containing a piezoelectric transducer element mounted on the end of an acoustic waveguide made of a polymeric material, the waveguide contains a solid metal filler, the amount of which decreases in the direction of the free end of the waveguide, and a polyoligocarbonate methacrylate is used as the polymer material, and as a filler - tungsten powder.

На чертеже приведена пр.нщипиальна схема предлагаемого датчика импульсного давлени .The drawing shows an example of the proposed pulse pressure sensor.

Датчик состоит из пьезоэлемента 1 с верхним 2 и нижним 3 электродами, волновода из полимерного материала с неравномерно расположенным наполнителем 4, корпуса 5, звукоизол$щионных опорных колец 6, электрического высокочпстогно- го ршзъема 7 и кабел 8.The sensor consists of a piezoelectric element 1 with an upper 2 and lower 3 electrodes, a waveguide made of a polymeric material with an unevenly arranged filler 4, a housing 5, sound insulation of the common support rings 6, an electrical high-voltage connector 7 and a cable 8.

Датчик работает следующим образом. При воздействии регистрируемого импульса давлени на пьеэоэлемент.1 между электродами .2 и 3 возникает разность пoтe щиaлoв, дл регистрации {соторой датчик через кабель 8 подключаетс к импульсному осциллографу. . Пройд через пьезоэлемент, упруга волна входит в акустический волновод 4 и распростран етс в нем, постепенно ослабл сь. Дои- д до конца волновода, упруга волна отралсаетс и возвращаетс к пьезоэлементу , на котором вторично возникает разность потенциалов, регистрируема осциллографом . Амплитуда отраженного сигнала всегда меньше основного. Ее величина определ етс , главным образом, свойствами материала, из которого выполнен волновод . Врем между основным и первым отраженными импульсами называетс временем неискажаемой регистрации и определ етс свойствами материала, .из которого выполнен ВОЛНОВОД; и его длиной, Благодар тому, что к пьезоэлементу примьжает конец полимерного волновода с максимальным содержанием наполнител , осуществл етс их акустическое согла сование, и на границе пьеаоэлемента и волновода отсутствуют отраженные сигна лы, а накопитель существенно уменьшает энергию волны, В результате удаетс добитьс увеличени неискажаемой регистрации сигнала и уменьщени габаритов да ика. Следовательно, датчик имеет улученные метрологические характеристики. ормула изобретени 1.Датчик импульсного давлени , содержащий пьезоэлектрический преобразовательный элемент, закрепленный на торце акустического волновода и полимерного материала, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени за счет увеличени времени неискажа- емой регистрации сигнала и уменьшени габаритов датчика, в материал акустического волновода введен твердый металлический наполнитель, который распределен в материале с уменьшением в направлении свободного торца волновода, 2.Датчик поп, 1, отличающийс тем, что в качестве полимерного материала использован полиолигокарбонатметакрилат , а в качестве наполнител - порошок вольфрама. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Солоухин Р, И. Импульсный пьезодатчик давлени , ПТЭ № 3, с. 17О. 2,Авторское свидетельство СССР № 391428,. кл. О- О1 L 9/08, 1970 (прототип).The sensor works as follows. When a detected pressure pulse is applied to the piezoelement 1 between electrodes. 2 and 3, a difference in taps occurs, for recording (with which the sensor is connected via cable 8 to a pulse oscilloscope via cable 8). . Having passed through the piezoelectric element, the elastic wave enters the acoustic waveguide 4 and propagates in it, gradually weakening. Until the end of the waveguide, the elastic wave retracts and returns to the piezoelectric element, on which a potential difference arises again, recorded by an oscilloscope. The amplitude of the reflected signal is always less than the main one. Its value is determined mainly by the properties of the material from which the waveguide is made. The time between the main and the first reflected pulses is called the undistorted registration time and is determined by the properties of the material from which the WAVEGUIDE is made; and its length. Due to the fact that the polymer waveguide with the maximum filler content is applied to the piezoelectric element, they are acoustically matched, and there are no reflected signals at the boundary between the pieoelectric element and the waveguide, and the drive significantly reduces the wave energy. signal acquisition and reduction of dimensions. Therefore, the sensor has improved metrological characteristics. 1. The pulse pressure sensor containing a piezoelectric transducer element mounted on the end of an acoustic waveguide and a polymeric material, characterized in that, in order to improve measurement accuracy by increasing the time of the ineligible signal acquisition and reducing the size of the sensor, the acoustic waveguide material solid metal filler is introduced, which is distributed in the material with a decrease in the direction of the free end of the waveguide, 2. Sensor pop, 1, characterized in that as the resin material used polioligokarbonatmetakrilat, and as filler - tungsten powder. Sources of information taken into account in the examination 1. Soloukhin R, I. Pulse piezoelectric pressure sensor, ПТЭ № 3, p. 17O. 2, USSR Author's Certificate No. 391428 ,. cl. O- O1 L 9/08, 1970 (prototype).

Claims

Claim

1. The pulse pressure sensor containing a piezoelectric transducer element mounted on the end of the acoustic waveguide and polymer material, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy by increasing the time of undistorted signal recording and reducing the size of the sensor, a solid is introduced into the material of the acoustic waveguide metal filler, which is distributed in the material with a decrease in the direction of the free end of the waveguide.

2. Sensor pop. 1, characterized in that polyoligocarbonate methacrylate is used as a polymer material, and tungsten powder is used as a filler.