Электрокинетический преобразователь акустических колебаний

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения перепадов давления, вызванных акустическими колебаниями в жидких средах. Цель - повышение чувствительности. Преобразователь содержит корпус 1, закрытый мембранами 4 и заполненный рабочей жидкостью, и пористую перегородку 2 с сигнальными электродами 3. Корпус 1 преобразователя снабжен насадками в виде отрезков труб 6 с открытыми торцами, длина каждой из которых не превышает четверти минимальной длины акустической волны в рабочем диапазоне частот. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

l!O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTNPblTHRM

ПРИ ГКНТ .СССР (21) 4414947/24-10 (22) 25,04,88 (46) 15.07 ° 90. Бюл. Ф 26 (72) А.Г.Андреев, В.А,Гаврилов, В.Г.Дмитриев и С,С.Платонов (53) 53!.787(088.8) (56) Касимзаде M„C. Электрокинетические преобразователи. M. Энергия, 1973е с. 39-40. (54) ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназна„„Я0„„1578537 А1

Щ)g G 01 !. 9/18, Н 04 R 23/00

2 чено для измерения перепадов давле- ния, вызванных акустическими колебаниями в жидких средах. Цель — повышение чувствительности. Преобразователь содержит корпус 1, закрытый мембранами 4 и заполненный рабочей жидкостью, и пористую перегородку 2 с сигнальными электродами 3. Корпус 1 .преобразователя снабжен насадками в виде отрезков труб 6 с открытыми торцами, длина каждой из которых не превышает четверти минимальной длины акустической волны в рабочем диапазоне час,тот, 1 ил.

1578537

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для регистрации с помощью электрокинетического преобразователя перепада давлений в жидких средах, вызванных, например, акустическими колебаниями.

Цель изобретения — повышение чувствительности преобразователя. 10

На чертеже изображен предлагаемый преобразователь.

Преобразователь состоит из металлического корпуса 1, преобразующей перегородки 2, двух сигнальных электро- 1 дов 3, двух упругих элементов (мембран) 4, рабочей жидкости 5 и двух уд.линительных насадок в виде отрезков труб 6, присоединяемых к торцам ци— линдрического корпуса 1 с помощью резьбовых или клеевых соединений, Преобразователь работает следующим образом.

Перепад давления dP акустической волны воздействует на упругие элементы 4 и через рабочую жидкость 5 передается на преобразующую перегородку 2, вызывая конвективное движение жидкости в капиллярах перегородки 2, в результате чего за счет электрокинетического эффекта возникает потенциал течения, что приводит к появлению на,сигнальных электродах 3 раз ности потенциалов.

При работе в жидких средах давле35 ния на упругих элементах 4 в каждый момент времени равны давлениям на открытых концах, труб б.

Поскольку открытые торцы труб б разнесены друг от друга в направлении распространения звуковой волны, то и перепад давления на них будет значительно превышать перепад давления, который может быть получен на упругих элементах 4 преобразователя без 45 удлинительных насадков, поскольку

I в этом случае открытые торцы труб будут находиться в точках звуковой волны с большей разницей амплитуд давления. 50

Амплитуда перепада давления dP<, образующаяся за сче- разности давле1 ний в звуковой волне, выражается зависимостью

dP — Р i K L cos e 55 где P — амплитуда акустического о давления;

К=21Г/Л вЂ” волновое число, — длина волны, L — длина .преобразователя с трубчатыми насадками;

0 — угол между направлением рас- пространения фронта звуковой вопны и осью преобразователя.

Суммарная длина насадков не должна превышать половины длины звуковой волны максимальной частоты рабочего диапазона, т.e„ L <Л„,/2П, или каждый из отрезков удлинительных труб, т. е, 1 Лю /4 й, где Л > — минимальная длина волны в рабочем диапазоне частот. B этом случае будет сохраняться линейность величины ДР„ с 10Х-ной точностью, Принципиально тот же перепад давления можно получить с помощью преобразователя, имеющего рабочие камеры, равные длине трубчатых насадков„ т.е. с мембранами, расположенными на торцах удлинительных насадков в виде отрезков труб 6.

Однако при работе такого преобразователя в диапазоне температур длины столба рабочей жидкости, заполняющей внутренний объем преобразователя, будет изменяться и может произойти недопустимый рабочий ход упругих чувствительных элементов и привести к их механическому разрушению, Выполнение преобразователя с удлинительными насадками в виде труб с открытыми концами, заполняемых внеш.ней средой, позволяет увеличить чувствительность при сохранении линейности характеристик и механической прочности упругих элементов.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Электрокинетический преобразователь акустических колебаний, содержащий цилиндрический корпус, ограниченный с торцов упругими элементами и заполненный рабочей жидкостью, .внутри которого расположена пористая перегородка с сигнальными электродами, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен установленными на торцах корпуса удлинительными насадками, выполненными в виде отрезков труб с открытыми концами, длина 1 каждого из которых составляет 1 = Л /4, где Л минимальная длина акустической волны в в рабочем диапазоне частот.