SU877794A1 - Обратимый электроакустический преобразователь и способ его градуировки - Google Patents

Description

t

Изобретение относитс  к акустичесКИМ измерени м и может быть использовано дл  обеспечени  эталонировани  приемников и излучателей звуковых колебаний в том числе преобразователей , непосредственно установленных в труднодоступных натурных автономных рабочих услови х.

Известные конструкции обратимых электроакустических измерительных преобразователей , содержащих пьезоэлемент с нанесенными на его поверхности рабочими электродами, обладают общим свойством осуществл ть преобразование акустической энергии в электрическую и наоборот

Недостатком указанных конструкций  вл етс  возможна  нестабильность параметров преобразователей и, как следствие этого, необходимость их периодической градуировки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  . электроакустический преобразователь, содержащий цилиндрический пьезоэлемент с.нанесенными на- его внутренней и внешней поверхност х электродами, выполненными сплошными 2.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс 

способ, градуировки преобразовател , включающий электрическое возбуждение преобразовател  измерение тока возбуждени  и определение чувствительности по расчетным формулам ( метод самов 3 аимности) f 3.

Недостатком известного устройства и способа  вл етс  невозможность самоградуировки преобразовател  не10 посредственно в рабочих услови х.

Цель.изобретени  - обеспечение самоградуировки преобразовател .

Похзтавленна  цель достигаетс  тем, что в обратимом электрическом преоб15 разователе, содержащем цилиндрический пьезоэлемент с нанесенными на его внутренней и внешней поверхност х электродами, один из электродов выполнен секционированным из отдельных

20 элементов в виде системы двух идентичных раЪочих секций, равномерно распределенных по поверхности преобразовател , и вспомогательной экранирующей секции, элементы которой располо25 жены между злементёйда рабочих сек: хщй. .

При этом в способе градуировки преобразовател , включающем его электрическое возбуждение и измерение тока возбуждени , возбуждают преобразователь со стороны одной из рабочих секций и измер ют величину тока возбуждени  и электродвижущую силу, возникающую на второй рабочей секции, а чувствительность вычисл ют по формуле

,

где М - чувствительность преобразовател  ,

и, ЭДС на второй рабочей секции преобразовател ;

I-f ток возбуждени  первой рабочей секции}

«J С частота градуировки/ акустическа  гибкость преоб разовател , определенна  со

стороны рабочей среды. На чертеже представлен предлагаемой преобразователь.

Устройство содержит пьезоэлектриЧ|еский радиально пол ризованный цилиндр 1 с внутренним электродом 2 и секционированным внешним электродом 3, Секции электрически скоммутированы так, что представл ют собой две идентичные равномерно распределенные по поверхности преобразовател  группы 4 и 5, Дл  устранени  электрической св зи между этими группами расположена экранирупма  секци  6. Пара электродов 2-4 образует первый рабо .чий электрический вход преобразовател , а пара электродов 2-5 - второй рабочий вход преобразовател .

Самоградуировка предлагаемого преобразовател  осуществл етс  следующим образом,

К первому рабочему входу преобразовател  2-4 подключают генератор электрических колебаний, производ  тем сакым электрическое возбуждение преобразовател . Затем измер ют ток 1«2. возбуждени  преобразовател  и электродвижущую силу Ui возникшую при этом на втором электрическом входе (электроды 2-5. При этом экранирующий электрод 6 должен быть использован в качестве потенциального барьера (напрювер, эаземлеи. После завершени  измерений чувствительность преобразовател  вычисл ют по формуле

,

Значение коэффициента С, имеющего физический смысл акустической гибкости преобразовател , определенной со стороны рабочей среды, может быть измерено экспериментгшьно по иэрестной методике в статическом режиме либо рассчитано по формуле

ав

ajrhrfEio

где a,h, радиус, высота и толщина пьезоэлектрического цилиндра , соответственно}

S - Плрщащь рабочей поверхности (5 21ГаЬ), К модуль Юнга материала

пьезоцилиндра,

Предлагаемые преобразователь и J способ его градуировки выгодно отличаютс  от известных тем, что не требуют дополнительной акустической аппаратуры и могут обеспечить самоградуировку преобразовател  в его Q рабочих услови х - в измерительных бассейнах, камерах, трубах, а также в услови х морских полигойов.

Так как предлагаемый преобразователь приобретает свойство самоградуироватьс  в любых услови х,, то он мо5 жет быть использован как эталонный приемник (излучатель звукового давлени , что в конечном счете может привести к повышению точности гидроакустического эксперимента в цеЛом, 0

Claims (2)

1.Обратимый электроакустический преобразователь, содержащий цилиндрический пьезоэлемент с нанесенными на его внутренней и внешней поверхност х электродами, отличающийс   тем что, с целью обеспечени  самоградуиройки преобразовател , один иэ электродов выполнен секционированНЫ1 из отдельных элементов в виде сисTeiASt двух идентичных рабочих секций, равномерно распределенных по поверйности преобразовател , и вспомогательной экранирующей.секции, элементы которой расположены между элементами рабочих секций.

2,Способ Градуировки преобразовател  по п, 1, включающий его электрическое возбуждение и измерение тока возбуждени / отличающийс   тем, что электрически возбуждают преобрс13ователь со стороны одной из рабочих секций, измер ют величину тока возбуждени  и электродвижущую силу, возникшую на второй рабочей секции, а чувствительность вычисл ют по формуле

.

где М - чувствительность преобразовател ; Цд - ЭДС на второй рабочей секции

преобразовател ,

3, - ток возбуждени  первой рабочей секции;

ив.- частота градуировки С - акустическа  гибкость пре- образовател , определенна  со стороны рабочей среды.

Источники ИНфОрМ 1ЦИИ,

прин тые во внимание при экспертизе

1, Ананьев А,А, керамические поием1шки звука, М,, Изд-во АН СССР, 1965, с, 110,

2. Воббер P. Гидроакустические измерени . М.,, Мир, 1974, с. 276 (прототип).

З.Колесников А.Е. и др. Акустические измерени  в судостроении.Л., Судостроение ,1966,с.59-60 (прототип);

«