Преобразователь колебательного ускорения и давления акустического поля

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО УСКОРЕНИЯ И ДАВЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержащий полую радиально поляризованную пьезокерамическую сферу с электродами на внешней И внутренней пове рхностях, о т л И чающийся тем что, с, целью обеспечения возможности измерения трех компонент ускорения, он снабжен компенсационным электродом., размещенным в центре сферы и контак тирующим с ее внутренней паверкностью , а на сфере нанесены |. три пары диаметрально противоположных симметричных/относительно трех взаимно перпендикулярных плоскостей электродов . (Л УУХ/У X) ;о :о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

« н Фруе

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3534334/18-28 (22) 06.01.83 . (46) 30.04.84. Бюл. и 16 (72) С.В. Емец, В.А. Киршов и В.Д. Мазин (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им.М.И.Ка-. линина (53) 620.178.53;534.232(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Ф 772609, кл. В 06 В 1/06у 1979. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО .УСКОРЕНИЯ И ДАВЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержащий полую радиальg g"О 01 Н 1/08; Н 04 R 1/44

В 06 В 1/06. но поляризованную пьезокерамическую сферу с электродами на внешней и внутренней поверхностях, о т л ич а ю шийся тем, что, с, цепью обеспечения воэможности измерения трех компонент ускорения, он снабжен компенсационным электродом, размещенным в центре сферы и контактирующим с ее внутренней поверхностью, а на сфере нанесены „три пары диаметрально противоположньк .симмет-! ричных относительно трех взаимно перпендикулярных плоскостей электродов.

30 2 возникает перепад давления и сфера стремится перемещаться вдоль направления распространения акустической волны. Этому движению препятствуют струны 3, которые вызывают появление в точках крепления сферы к стру нам сосредоточенных радиальных и касательных сил, действующих соответственно вдоль струн 3 и перпендику лярно им и вызывающих также деформа" цию сферы 1. Так как поперечная жесткость струн 3 значительно меньше продольной, действием касательных сил можно. пренебречь. Под действием радиальных сил разные половины сферы 1, расположенные по противоположные стороны от плоскости, перпендикулярной соответствующей струне 3, испытывают растяжение и сжатие.Это приводит к появлению на различных половинах сферы 1 разноименных зарядов, величина которых пропорциональна колебательному ускорению частиц среды.

При равномерном радиальном сжатии на внутренней поверхности сферы 1 возникает заряд, пропорциональный акустическому давлению. Для разделения сигналов, пропорциональных акустическому давлению и,колебательному ускорению, заряды с диаметрально противоположных электродов 5 вычитаются.

Тем самым устраняется влияние акустического давления на компоненты колебательного ускорения. Взаимовлияние этих компонент отсутствует вследствие того, что заряды на каждой паре электродов 5, возникающие вследствие деформации по другим осям, компенсируются в силу симметрии электродов 5 относительно плоскостей, проходящих через ось рассматриваемой пары электродов. Седьмой электрод 6, прбходящий через центр сферы, позволяет получить на нем заряды, пропорциональные только акустическому давлению, так как заряды, возникающие вследствие деформации сферы вдоль трех осей, взаимокомпенсируются.

Использование преобразователя позволяет измерять три компоненты колебательного ускорения и акустическое давление при помощи одного электрода.

1 10894

Изобретение относится к пьезоэлектрическим преобразователям и может быть использовано в акустике при проведении векторно-фазовых измерений. 5

Известен преобразователь колебательного ускорения и давления акустического поля, содержащий полую радиально поляризованную пьезокерами- ческую сферу с электродами на внеш" ней и внутренней поверхностях 1 g.

Недостатком известного преобразователя является то, что он является однокомпонентным.

Цель изобретения — обеспечение возможности измерения трех компонент ускорения.

Поставленная цель достигается. тем, что преобразователь колебательного ускорения и давления акустического поля, содержащий полую радиально поляризованную пьезокерамическую сферу с электродами на внешнеи и внутренней поверхностях, снабжен компенсационным электродом, размещенным в центре сферы и контактирующим с ее внутренней поверхностью, а на сфере нанесены три пары диаметрально противоположных симметричных относительно трех взаимно перпендикулярных плоскостей электродов.

На чертеже изображена конструктивная схема преобразователя колебательного ускорения и давления акусти" ческого поля.

Преобразователь содержит радиально поляризованную пьезокераиическую сферу 1, на внешней стороне которой расположен электрод 2. Сфера закреплена в шести местах на трех диаметрально пронизывающих ее ортогональных струнах 3, закрепленных концами в неподвижном каркасе

4, а на внутренней поверхности сферы нанесены три пары диаметрально противоположных электродов S и меж- 45 ду ними расположен седьмой электрод

6, проходящий через центр сферы.

Преобразователь работает следующим образом.

Под действием акустической волны сфера испытывает сложную деформацию.

Во-первых, под действием акустического давления она равномерно радиаль. но .сдавливается, во-вторых, под действием градиента давления на сфере 55 ,ВЩ}ИДИ Заказ 2921/38 Тираж 547 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4