Ультразвуковой преобразователь

Авторы патента:

H04R17 - Пьезоэлектрические преобразователи; электрострикционные преобразователи (пьезоэлектрические или электрострикционные элементы вообще H01L 41/00; конструктивные элементы пьезоэлектрических или электрострикционных двигателей, генераторов или позиционеров H02N 2/00)

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в дефектоскопии, технической и мед1щинской ультразвуковой диагностике. Целью изобретения является расширение зоны с равномерным коэффициентом преобразования вдоль оси пьезопреобразователя и уменьшение боковых лепестков в диаграмме направленности. Для этого преобразователь выполнен в виде диска с плоскопараллельными поверхностями , одна из сторон которого полностью покрыта электродом, а тыльная поверхность имеет кольцевой срез, на котором нанесен электрод, внутренний край которого имеет форму эллипса . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИН (51) у Н 04 R 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

„Ф

KF"" !":9 g g

ОПИСАниЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и,, 13

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ f Д," =с: (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗ ЭВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в дефектоскопии, (21) 4204049/24-10 (22) 31.12,86 (46) 23.10.88. Бюл. Р 39 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) P.-Й.Ю.Кажис, А.А.Владишаускас и Л.Ю.Мажейка (53) 534.232 (088.8) (56) Brown А.P. Acoustic wave optics;

Phys. Bull, v.34, 1983, р.473-476, „„Я0„„3 432802 A 1 технической и медицинской ультразвуковой диагностике. Целью изобретения является расширение зоны с равномерным коэффициентом преобразования вдоль оси пьезопреобразователя и уменьшение боковых лепестков вдиаграмме направленности. Для этого преобразователь выполнен в виде диска с плоскопараллельными поверхностями, одна из сторон которого полностью покрыта электродом, а тыльная поверхность имеет кольцевой срез, на котором нанесен электрод, внутренний край которого имеет форму эллипса. 2 ил.

1432802

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в дефектоскопии, технической и медицинской диагностике 5

Цель изобретения вЂ” расширение зоны с равномерным коэффициентом преобразования вдоль оси пьезопреобразователя и уменьшение боковых лепестков в диаграмме направленности. 10

На Лиг.1 представлен ультразвуко вой преобразователь; на фиг.2 вЂ” схе ма, поясняющая концентрацию излучения.

Преобразователь содержит дисковый 15 пьезоэлемент 1. Кроме того, на фиг.1 обозначены: 2 вЂ” сплошной торцовый электрод 3 вЂ” поверхность кольцевого среза, 4 вЂ” электрод на тыльной сторо" не пьезоэлемента, 5 вЂ” край электрода 20 в форме эллипса.

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче на электрод преобразователя электрического напряжения 25 возбуждаются колебания. Суммарное звуковое поле можно найти, разбив кольцевой электрод на множество сегментов и сложив вь,ходы от каждого сегмента с учетом фазовых сдвигов.

При этом звуковое поле на оси излучателя имеет минимумы и максимумы, 1 положение и острота которых зависят от ширины кольцевого электрода. Известно, что увеличение ширины кольцевого электрода расширяет указанные максимумы, однако ухудшает поперечную разрешающую способность вЂ” основную из достоинств кольцевых ньезопреобразователей. Лкустическое поле, создавае,10 мое отдельным сегментом, по своей структуре вдоль оси аналогично акустическому полю кольцевого преобразователя. Поскольку каждый сегмент имеет свою ширину по радиусу, расположение максимумов и минимумов в создаваемом им поле отличается от расположения минимумов и максимумов поля других сегментов, При суммировании они перекрывают друг друга, что приводит к слиянию максимумов. Применение электрода с эллипсным внутренним краем позволяет обеспечить равномерную зону. Для расширения зоны равномерного коэффициента преобразования в сторону излучающей поверхности на дисковом пьезоэлементе выполнен кольцевой срез. В таком преобразователе акустический сигнал, возбужденный в зоне эллипсоидного электрода, после нескольких отражений в области, среза излучается в окружающую среду с фронтом, аналогичным основной волне, но имеющим меньший диаметр (фиг.2). Вследствие этого зона равномерного коэффициента расширяется в сторону преобразователя без ее изменения в дальнем поле.

Выполнение кольцевого среза на тыльной стороне пьезоэлемента определяет неоднородную структуру возбуждающего электричеeкого поля. Вви-! ду этого амплитуда возбуждаемых колебаний в зоне кольцевого электрода

HBJIHpòcJI неравномерной. Это исключает пз учение плоской волны и, следовательно, снижает уровень боковых лепестков в дпаграмме направленности предлагаемого преобразователя.

Ф о р м у л а изобретения

Ультразвуковой преобразователь, содержащий пьезоэлемент в виде диска, одна из поверхностей которого полностью покрыта электродом, а на другую нанесен кольцевой электрод, отличающийся тем, что, с целью повышения осевой концентрации излучения за счет большей равномерности поля на оси излучателя и уменьшепия боковых лепестков,- Йа поверхности пьезоэлементов с кольцевым электродом выполнен кольцевой срез, па который нанесен электрод с внутренним краем в форме эллипса.

1432802

Составитель Д.Расторгуев

Техред A.Êðàâ÷óê Корректор М.Нароши

Редактор Н.Тупица

Заказ 5466/56

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к неразрутающему контролю и позволяет увеличить разрегаающую способность устройства , На сферически вогнутой по верхности пьезоэлемента выполнены взаимно перпендикулярные канавки в форме равнобедренного треугольника, ось симметрии которого является продолжением радиуса этой поверхности

Электроакустический преобразователь // 1413728

Изобретение относится к области технической акустики и может быть применено в ультразвуковых устройствах или в устройствах воздействия ультразвуком преимущественно в газовой среде

Дифференциальный акустоэлектронный преобразователь // 1408545

Ультразвуковой преобразователь // 1376920

Ультразвуковой широкополосный преобразователь // 1323141

Электроакустический преобразователь изгибных колебаний // 1312759

Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано в ультразвуковой измерительной аппаратуре .Для повышения коэффициента преобразования в биморфном элементе , состоящем из прямоугольной металлической пластины 2 и размещенных на ней в середине между узлами изгибной стоячей волны пьезокерамических пластин 4, каждпя пластина 4 выполнена удоплетворяюшей соотношению / 2 -I, где Т т длина изгибной стоячей волны в биморф}юм элементе, h - ширина пластины

Пьезоэлектрический зонд // 1282363

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано дпя исследования амгшитуды волны акустического давления, излучаемой электроакустическими преобразователями

Акустический датчик // 1282362

Изобретение относится к технической акустике и позволяет повысить точность измерения расстояний

Способ изготовления пьезоэлектрических преобразователей // 1280707

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано для акустических измерений в широком диапазоне частот

Пьезоэлектрический преобразователь // 1277435

Изобретение относится к ультразвуковым контрольно-измерительным

Ультразвуковой пьезокерамический преобразователь // 2103842

Изобретение относится к ультразвуковым преобразователям и устройствам для озвучивания жидкости и может быть использовано в радиотехнической, машиностроительной и других отраслях промышленности

Пьезоэлектрический ультразвуковой преобразователь // 2104618

Монокристаллический пьезоэлемент резонансного преобразователя // 2105432

Ультразвуковая колебательная система с промежуточным резонатором // 2106205

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в ультразвуковых технологических аппаратах для различных обработок - ударного упрочнения, ультразвукового резания, разборки сопряженных изделий, в системах предотвращения накипеобразования и т.п

Вибрационный чувствительный элемент плотности газа // 2107278

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к преобразователям физических величин в электрический сигнал, основанным на пьезоэлектрическом эффекте

Раздельно-совмещенный ультразвуковой преобразователь // 2107300

Гидроакустический излучатель // 2112326

Пьезоэлектрический преобразователь и способ его изготовления // 2121241

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике, а именно к высокочастотным широкополосным пьезоэлектрическим преобразователям мегагерцового диапазона

Гидроакустический преобразователь для многоэлементной антенны // 2121771

Изобретение относится к области конструирования гидроакустической аппаратуры, в частности низкочастотных стержневых пьезокерамических преобразователей

Способ линеаризации градуировочной характеристики пьезорезонансного измерительного преобразователя с переменным межэлектродным зазором // 2127496

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке измерительных устройств с пьезорезонансными автогенераторными первичными измерительными преобразователями с емкостным чувствительным элементом или с модуляцией межэлектродного зазора кварцевого резонатора, например, в медицине для измерения артериального давления