SU777851A1 - Гидроакустический преобразователь - Google Patents

Description

статочно прочной, чтобы выдержать рабочее гидростатическое давление, и в то же врем  гибкой, чтобы обеспечить механическую разв зку между колеблющейс  частью и корпусом. Величина упругости неремычки такова, что резонансна  частота перемычки совместно с центральной частью мембраны ниже частоты продольного резонанса пьезокерамического цилиндра совместно с центральной частью излучаюпдей накладки и тыльной накладкой. Такой преобразователь может работать при довольно значительных гидростатических давлени х, более 30-10 Н/м обеспечива  стабильность электроакустических параметров и надежную герметизацию 2.

Недостатком такого преобразовател   вл етс  неэффективное использование поверхности рабочей накладки, так как в излучении фактически используетс  только центральна  часть накладки.

Целью изобретени   вл етс  , повышение акустической мош,ности преобразовател  в режиме излучени  и чувствительности в режиме приема.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что поверхность контактировани  рабочей накладки с корпусом выполнена полусферической .

На фиг. 1 представлен преобразователь, общий вид; на фиг. 2 - форма колебаний рабочей накладки преобразовател .

Преобразователь содержит колебательную систему, состо щую из пьезокерамического элемента 1, представл ющего собой набор пьезокерамических щайб, склеенных между собой и через изолирующие щайбы 2 - с рабочей 3 и тыльной 4 накладками.

Колебательна  система помещена в воздухозаполненный корпус 5 в виде стакана, образующий с накладкой 3 замкнутый объем и защищающий пьезокерамический элемент от воздействи  гидростатического давлени . Материал рабочей накладки - титан или алюминий, тыльной - сталь. По краю рабочей накладки выполнен полусферический выступ 6, которым она опираетс  на торцовую поверхность корпуса 5, при этом обеспечиваетс  условие свободного опирани  рабочей накладки 3. Частота резонанса изгибных колебаний пластины пропорциональна отношению толщины накладки к квадрату диаметра; а рабочее гидростатическое давление пропорционально отношению толщины накладки к диаметру. Размеры накладки выбираютс , исход  из требований к диапазону рабочих частот и гидростатическому давлению, причем резонансна  частота изгиба рабочей накладки должна быть ниже частоты нродольпых колебаний пьезокерампческого стержн  с рабочей и тыльной накладками.

Электрически пьезокерамические шайбы соединены параллельно и выводы от положительных и отрицательных электродов

(на чертеже не показаны) через герметизирующее устройство выведены из корпуса преобразовател .

В режиме излучени  при подведении электрического напр жени  колебательна  система излучает рабочей накладкой 3 в воду акустические сигналы, причем амплитуда колебаний рабочей накладки 3 максимальна на частоте подводимого напр жени , совпадающей с частотой механического резонанса продольных колебаний пьезокерамического элемента 1 совместно с рабочей 3 и тыльной 4 накладками, и на частоте резонанса изгибных колебаний рабочей накладки 3. В режиме приема преобразователь дает максимальное напр жение на электрических выводах нри воздействии на рабочую накладку 3 акустического давлени  с частотой, равной частоте электромеханического резонанса продольных колебаний колебательной системы нреобразовател  и изгибных колебаний накладки 3.

Площадь эффективной поверхности нреобразовател  онредел етс  следующим образом,

S,фф f(S)dS,

S

где /(5) - форма колебаний поверхности преобразовател .

Так, например, у свободно опертой по контуру пластины площадь эффективной

поверхности на частоте изгиба 5эфф -5,

3

а у зажатой по контуру пластины 5эфф

-5 где 5 - площадь всей рабочей 5

(нагруженной) поверхности пластины.

Приведенна  форма колебаний рабочей накладки может быть приравнена к форме колебаний свободно опертой по контуру пластины.

В результате вынолнени  рабочей накладки 3 с кольцевым полусферическим выступом 6 по ее краю, которым накладка опираетс  на торцовую поверхность стенки корпуса 5, обеспечиваютс  услови  свободного опирани  рабочей накладки 3, что влечет за собой увеличение площади эффективной поверхности, а следовательно, акустической мощности и чувствительности. Использование такого преобразовател  в антеннах рыбопоисковых станций уменьшает вес, габариты и стоимость станции при обеспечении требуемой акустической мощности и чувствительности.

Claims (2)

1.Патент США № 3460011, кл. Н 04R, 17/00, 1969.

2.Патент США № 3319219, кл. 340-8, 1965 (прототип).

/|,

j ww/tww ::

1

Фиг.1 1-