Электроакустический преобразователь

 

Изобретение откосится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения виброакустических характеристик. Электроакустический преобразователь содержит разрядную камеру, выполненную в форме усеченного эллипсоидного зеркала, с размещенными в ней основными и поджигающим злектродами,причем оси электродов пересекаются в одном из фокусов эллипсоида , а сами электроды выполнены игольчатой формы с возможностью продольного перемещения . Для согласования разрядной камеры с окружающей средой используется конический рупор, соединенный с разрядной камерой в плоскости второго фокуса эллипсоида, причем переход рупором и камерой выполненплавным. В корпусе преобразов.ателя установлено защитное фотореле, оптическая ось которого проходит через большую ось эллипсоида и перпендикулярна ей. При работе преобрз- :зователя на электроды подается питающее напряжение, вызывающее электрический разряд. В результате возникает сферическая звуковая волна с центром в одном из фокусов эллипсоида, направляемая рупором на объект. Выполнение разрезной камеры эллиптической и согласование с окружающей средой через рупор позволяют обеспечить высокую стабильность импульса при равномерной АЧХ. 1 з.п.ф-лы, А ил.

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИ -ГЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

L 6",ЯРД о- ТР ВВ. )ул w (в Я ЯЯ .4 г у Т . в g

1 (21) 4754653/10 (22) 01.11.89 (46) 07.01.92. Бюл. М 1 (71) Московский автомобильно-дорожный институт (72) H.Ï.Êâàcíoâñêàÿ (53) 534.232 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 485782, кл. В 06 В 1/02, 1973. (54) ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной . технике и позволяет повысить точность измерения виброакустических характеристик.

Электроакустический преобразователь содержит разрядную камеру, выполненную s форме усеченного эллипсоидного зеркала, с размещенными в ней основными и поджигающим электродами,причем оси электродов пересекаются в одном из фокусов эллипсоида, а сами электроды выполнены игольчатой

Изобретение относится к области виброакустическх испытаний технических обьектов и может быть использовано для испытаний оболочек. в частности кузова легкового автомобиля.

Целью изобретения является повышение равномеоности и стабильности амплитудно-частотной характеристики преобразователя. На фиг. 1 изображена разрядная камера с согласующим рупором, общий вид; на фиг.

2 — разрядная камера. продольный разрез; на фиг. 3 — блок-схема подключения электроакустического преобразователя: на фиг. 4

„,5И,„, 1703194 А1 (sr)s В 06 В 1/02

2 формы с воэможность о продольного перемещения. Для согласования разрядной камеры с окружающей средой используется конический рупор, соединенный с разрядной камерой в плоскости второго фокуса эллипсоида, причем переход между рупором и камерой выполнен плавным. В корпусе преобразователя установлено защитное фотореле, оптическая ось которого проходит через большую ось эллипсоида и перпендикулярна ей. При работе преобразователя на электроды подается питающее напряжение, вызывающее электрический разряд. В результате возникает сферическая звуковая волна с центром в одном из фокусов эллипсоида, направляемая рупором на ",5ьект. Выполнение разрезной камеры эллиптической и согласование с окружающей средой через рупор позволяют обеспечить высокую стабильность импульса при равномерной АЧХ. 1 з,п,ф-лы, 4 ил.

- схема подключения электроакустического преобразователя, Разрядная камера 1 выполнена в виде усеченного эллипсоидного акустического зеркала. Основные электроды 2 и 3 выполнены игольчатой формы с микрометрической резьбой и установлены в корпусе камеры 1 подвижно, их ось проходит через один из фокусов эллипсоида (фокус Р1), являющегося центром разрядного промежутка, и перпендикулярна его большой оси.

Один из этих электродов (электрод 2) установлен на резьбе непосредственно в корпусе камеры 1 и с помощью экранной оплетки

1703 194 стоянии О? фо{(уса ?2, p= :!{of-f 5 — 1{! Мм, и соотВетствует м", ксимал ".. Ho! а м пл итуде возбу>кденн x le;;ан! .:-{е" ких кол -баи 1)) оболочки сб)? е,.та 25. Плоскость, и!?О:;Одящая че). Вз ?,:.OKyc Г Ii rfepneHДикул?ярная 59 боль?.!!О;? сс{ f Злл) .Псс! {Да?, Совы)з!дои э 0 Г{О

ecpxHo0òI.þ исслел.,2;,!ОГ?э обьекта 25. СоГл?ВСУЮЩ{{Й Р ПОР с:.". ВЬП-.ОЛ-{аи СЪЕЛ{{{{){{1 В

Виде у ече {!{Ого прямогo конуса, его Г.!утра?Чн{!я Обоз,-",;{о{>))".,;-„;!";- > г?." r I!3 if; ?! в" 0 <: 0 куса Г -{;..":е:. В!{ут":,а: Гп э{О n :pðKI ость "-? c {а

P камер-.;. 1, ? {,.;:. г?Седу{>р==-ч;л{3>{,{я? o„:ра;?О„-аиуть H=. Острых перех. Дах камеоь{ 1 и у

4 в)??сокол?Ол!)тного кабеля 5 и Винта 6 (1Одсоединен к одно,:.; из пол!Осов бат;реи иакопиTeJ" ül-I÷>l конденсаторс>в 7, к корпусу

): > исто !и! I! ": Il п,{таи.".c.") Ос{!Ови{,!х элек{родсв—

ВысокОВО?l!)т{!О))!у стабилизироваи{?01:)J источнику питания Г>ос? Оя!!НОГО тока (ВыпрямителI). Электрод 3 с г«>мощь!о микрометрической раз{)>ы установлен в ".IQталли-{вской Вт{л."..е 9, из? «p0:-??а!и{ой от корпуса камер!л 1 Вт?)лкои 10) и пОДсоеди

Нон В!лит?>КЛ 1 1 ЧВРЕЗ ВЬ{СОЕОБОЛ ЬТИ Ь! Й k8 бель 5 K. Второму полюсу включенного независим?=.!™, BF= êëIO {àòeëåì 12 накопителb ного конд!енса? Ор 7.

Зтот н )хоп{!терь>!ый «OIfpf. I!ca>0p 7 через зарядный ограни Кива {ощий резистор 13 подклo«eH к выходу высо Овольтного стабилизир ?Ва). or0 {?сто?{) {;. I."= >> п{лл а{, 11я постоянного тока (г?ыпря!л!лтеля), Вход последнего последовательно через стабилизатор14 сетевого напряжения, миогопредельиый переклгочатель Т5 и сетевой трансформатор 16„нормально разомкнутые контакты 17 а, 17 б электромагнитного реле

17 подключен к сетевому вь{ключате11{о 18

Оба основных электрода снабжены регулировочными ручками I 9, причем в ручке электрода 3 сделано крас.! Ообразное углубление под ОтВертку. Вспо)МОГательный под>киГающий электрод 20 выполнен так>хе игол!?натой формы и установлен В корпусе камеры 1 на бОльшОЙ Оси э))ллпсоида с помов!ь!О изоляц!лонио?й втулки 21 и чер з кабель 22 подкл lоче и к ВысО:-"ОВОлътной Об{лотке импульсного повыыающего трансформатора 23, "?" >pâì?IHàff сбмот: а которого п{здкл{О !ена к одь{рГ)1у?лз Выходов многоканального (два и бал>е) импульсного генератора 24 с

РВГУЛЦО))Е !О?) ВРЕ- )!!1{g-. ?, )Д Р)ККГ>й I)fg)Kqy каналами, имеюще;о меньшу{о амплитуду имг{ульса ГО срзвне!" .Н!0 с звест{1=."4 под

>к!лга{ощим у."тройс) Вом )?{хо раз).{1;но{! камеры 1 О)?разова .! срезом зллипсоидl{ОГО

ЗЕРК)!Ла МЕ Kfj{) фОК "OÇÐIH ) Л F?) flP. >1{ЕН "?И"

K{ri1.IpI:I)If) б)ол?)ь.ш:{й GO)? "- :il! ) OLOИД!1, на p f 1i0

40 импульса, в области внутре,lfvx соприкасающихся поверхностей камеры 1 и рупора 26 симметрично их общей оси сделан плавный переход между ними радиусом, равным

f)иуГреииему радиусу среза эллипсоида и примыкающег0 к нему рупора. Центр этого радиуса расположен на б;ссектрисе угла, образованного Внутренней образующей линией рупора и касагельной к эллипсоиду, исходящей из внутренней точки среза эллипсоида в сторону последнего, и, касаясь об!лх этих линий. Для Обеспече{-!ия безопасности от высокого напряжения со стороны открытого выхода камерь{ 1 у среза в ее корпусе устав о алена защитное фотореле, состоящее из оггтического излучателя 27 и фотоприемника 28, ось которых проходит через большую ось эллипсоида и перпендикулярна ей, внешнего усилителя 29 и двух электромагнит!Гых реле 17 и 30. Выход фотоприемника 28 через В>!е!{!ний усилитель

29 соединен с Обмотками Двух электромагнитных реле 17 и 30. Нормально разомкнутые -контакты первого (17 а, 17 б) подключены между сетевь{м выключателем

18 и первичной обмоткой многоп редел ьного сетевого трансформатора 16. Нормально замкнутый высоковольтный контакт второго (30а) подключен к основным электродам 2 и

3. К Kopriyf .j Камеры 1 прикреплены два дер>кателя 31, к которым подсоединен защитный кожух 32 с кронштейном 33.

Злектроакустический преобразователь работает следующим образом.

Устанавливаем один из дискретных диапазОНОВ амплитуды и дГ{{лтельности импульса, соответствующий требуемой амплитуде и полосе частот возбуждаемых колебаний, путем дискретного включения миогопредельным переключателем 15 одНОГО из выводов вторичной ОбмОтки мнОГОпредельного сетевого трансформатора 16, !

{Оми!{ала накопительного ко{{ренсатора 7 ба-?зреи накопительиы, ксиденсаторов независимыми Высокс ольтными выключателями 12 и регул) ровки расстояния между

Основными электродзми 2 и 3 регулировочными р>? !ка!)!{! 19? с услов{!ем совмещения центра разрядного про,тежугка с центр >!!

<;"Окуcа F! разрядной камеры 1. Для точи{>й установки расстояния между Основными

:лектродами 2 и 3 они с>ьзб?Ке!{ы l!иfp0{))етр!л .Вс:0A раз?,!?Пй и В!? полH?)Hl I eгулируемы>ли. Устанавл!!Вэем на

Ока!ла?льно!.! (л? с и б{?Лс? 1? ?)!мг!ч!{Ьс!{О".!

{е,el?Вторе 2-1 ре>1!{!{; работы преобразоваТЕ.",?1 ОДНОКРЗТI{O . !;?"..РИI{{«!-! C!{и> P .>?S){О врем".Hf:Oé зад:ржкой между !{В{{алал{>1, I{{00:;я задерж{;H !0>кт; K3H0,3Ì.1Н (г{ри ле?ух ! 0...){с; пр..образов?В1еэях), запуск ш{утр .{{1703194 ний — внешний и астоту повторения им- стот от нуля (от инфр" ) т инфранизких) и до верхней пульсов. I )ри включен ии питания оптическо- гранич ой част ° б стоты возбужденных колебаго излучателя 27. фотоприеиникг 28 и ний т.е, ЛT =-f =1lг, Ч—

= ь = ти, где Л вЂ” полоса внешHего усилителя 29 фотореле нормаль- частот с ð частот с равномерной амплитуд Iî-частотно замкнуты и высоковольтный контакт 30 а 5 ной ха >ак1ерис рак1еристикой; I> — верхняя граничэлектромагнитного реле 30 снимает блоки- ная часто ная частота, после которой начинается ровку с основных электродов 2 и 3, и под- завал амплитудно1плит дно-частотной характерлстиключенного накопительного конденсатора ки импульса т — .: . 1, а, имп льса; т и — длительность 11мпу льса, 7, а нормально разомкнутые контакты 17 а, 17 б л".

Дискретно изменяя в широком диапа7 б электромагнитного реле 17 включают- 10 зоне емкос-: ь п зоне емкость подключе ного накопителься, подготавливая тем самым схему питания

Е.

Ф ного конденсатора 7, возможно также основных электродов 2 и 3 к включению. дискретно в широком диапазоне изменять . - При включении напряжения сети выклю- полосу частот, возбуждаемых колебаний с чателем 1" оно через контакты этого вы- равномерной амплитудно-частотной харгкключателя и последовательно с ними 15

5 теристикой в каждом отдельном диапазо,е, соединенных контактов 17 а, ° 17 б электро- в ко в котором выступают с одинаковой интенмагнитного реле 17 поступает на первичную сивностью все частоты. обмотку многопредельного сетевого транс- Так как ал фо мато а 16. С о ног и ак как электроды имеют игольчатую форматора . С одного из подключенного форму, то электрический пробой происховывода вторичной обмотки, соответствую- 20 д т в о дит в одном и том же месте, и зарождение щегоустановленномудиапазону амплитуды электрической дуги стабильно впрост анстимпульса, это напряжение через многопреб ве и ее центр расположен в фокусе FI. дельный переключатель 15 подается на ста- Так как ент билизатор 14 сетевого напряжения, ак как центр этой сферы расположен в одном из фокусов FI эллипсоидной гз яcTa5 n»3 pyeTcr» E HeI4 v далее nocTynaeT «Ia. 25 ° ...р ать нои камеры 1, способной хорошо от ажать .вход стабилизлрованного высоковольтного . р ра ать ударные и акустические импульсы, то, оисточнлка 8 питания постоянного тока (выу . д стигнув внутренней поверхности аз я HQA прямителя), где напряжение повторно ста- камеры 1, сферический ударный илл акустибилиэируется, повышается с постоянным ческий импульс отражается от нее и фок сикоэффициентом усиления по напряжению, 30 гЬ,,У руется в фокусе Fz в силу того, что выпрямляется и через зарядный ограничи.ван>щий резистор 13 начинает заряжать ма- форм, на сос е т ч разрядная камера 1 имеет эллипсои и ю д ую форму, на сосредоточенную поверхность лым током подключенный к основным электродам 2 и 3 накопительный конденса- т обьекта 25 и на распределенн ю пове хУ Р ность при установке сьемного рупо а. Контор 7, который включен с помощью высоко- 35 ент а ия и

Ру Р . центрация энергии в точке позволяет вольтных независимо включаемых выключателей 12. максимально использовать энергию I"M1 пульса на сосредоточенной поверхности

При подаче на вспомогательный поджи- об 2 о ьекта 5 или его отдельного мелкого элегающий электрод 20 поджигающего импуль- мента, не распространяя nðÿ÷îrî воз ейстса вначале возникает слабая искра меж 40 - щ енты между вия импульса на близлежащие элементы ним и одним из основных электродов 2 и 3, конструкции. Это позволяет с высокой точноза счет этой искры происходит частичная . стью оп е елять со"

Р Р Л ха между основными элекэ повышейной возбудимостью и их виброакутродами и, снижающая электрическое стические характеристики. Для возможносопротивление между ними. Это вызывает 45 т вызывает 1-> сти создания импульсной сссредаточежай электрлческий пробой через разрядный нагрузки в зоне второго фокуса, начиная и промежуток между осночными электродами включая последний, преобразовэт"ль ргбо2 и 3, Сопротивление разрядного проие- б .р, дл - . асп, жутка быстро падает и подключенный кон. тает ез рупора, а для соз ания асп, денсатор 7 также быстро разряжается. B 50 оаботает с сог ;гcующим pvno ои: разрядном про.. ежутке резко возрастает Для обеспечения безопасности от высотемпература, в Результате чего масса возду- кого нгпряж н 1 со .-, ха пр!!о ретгет аольшое ускорение, в разР— да разрядной камеры 1 в последней рядном промежутке резко воз астает озраста т Установлено защитное фотореле. При гл чай-давление и начинает распространяться возл . Ри глучай-> ном прерывании светового потока .еждуспдушный, зарный иип. ль л

У ., Р : > -- дав:ения с пере- тическим излугателем 27 и фотоприемником дним фронтом, близким к сферическси(, 2Р

2о, располо>кеннь x на однсй оси, проходяЗтот ии,пульс имеет 1ср;,у функции их/х, кото ый обла гат щей перпендикулярно большой оси камеры 1, p, > д... Равномерной амплитуд- электрический сигнал с фотоп исини:а Я но-частотной хграктер1 .стивой в полос . ча л ()отопp,1син!1 "а поступает на внешний усилитель 29, обмотки электромагнитных реле 37 и 30 и управляет нормально разомкнутыми контактами

17 а, 17 б, нормально замкнутым высоковольтным KGHTcfKTOr4 39 а. Нормально p330-. 5 мкнутые контакты 17 а, 17 б отключают миогопредельный сетевой трансформатор — - .5 m соти, а значит обесточивают стабилизатор 34 =.еевого напряжения и источник 8 питания основных электродов. Бысоковоль- 16 тный контакт 30 а заксрачивает подключенный накопительный конденсатор 7 к основным электродам 2 и 3 на общий корпус рабо-ей камеры I, батареи-накопительных .конденсаторов 7 и источников 8 питания 15 основных электродов. Зто обеспечивает надежное отключение высокого напряжения и закорачивания основных электродов даже при н.::справности фотореле, а следовательно, и его безопасно ть. Для повторного 20 включения необходимо дополнительно отключить сетевым выкгиочателем 18 схему от сети, выяснить причину отключения, после чего возможно повторное включение ораобразователя. Усилитель 29 фотореле сраба- 25 тывает при длительности импульса от случайного прерывания светового потока больше длительности генерируемого светового и акустического импульсов преобразователя. - . 30

Формула изобретения

1.Электроакустический преобразователь, содержащлй рупор, соединенный с разрядной камерой, в которой размещены основные электроды, подключенные к источНМК питания, вспомогательный игольчатый электрод, подключенный к поджигающемуустройству, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности и стабильности амплитудно-частотной характеристики преобразователя, разрядная камера выполнена в виде акустического зеркала, имеющего форму усеченного эллипсоида, основные электроды Выполнен ы игольчатыми и установлены на одной оси с воэможностью взаимного перемещения вдоль нее, причем эта ось перпендикулярйа большой оси эллипсоида и проходит через его фокус, а согласующий рупор выполнен съемным в форме усеченного конуса, при этом переход между рупором и разрядной камерой выполнен плавным, 2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения стабильйости работы, в стенках. разрядной камеры в месте усечения расположены оптический излучатель и фотоприемник защитного фотореле, включенного в цепь питания основных электродов.

1703i94

Составитель П.Солдатов

Редактор Л.Гратилло Техред М.Моргентал . Корректор И,Муска

Заказ 16 Тираж- Подписное

ВНИИПИ Государстмнного комитета Il0 изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская йаб 4/5

Проиааодственно-издзтельсклий комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101