Преобразователь крутильных колебаний

 

Изобретение относится к акустической измерительной технике и может быть использовано при контроле физико.-механических свойств различных протяженных объектов, таких как, например, нити, волокна , пленки. Целью настоящего изобретения является повышение надежности контроля. Для достижения поставленной цели устройство , содержащее корпус, пьезоэлемент продольных колебаний, токрпроводы, электрически связанные с пьезоэлементом, два параллельных между собой вала, дополнительно снабжено двумя звукопроводами, выполненными из идентичного материала в виде тел вращения, образующая которых параллельна,рси вращения и установленными на валах на различных расстояниях, выбранных из соответствующего условия, причем пьезоэлемент выполнен плоским заданных размеров, акустическая ось параллельна осям звукопроводов, корпус частично заполнен иммерсионной жидкостью , уровень которой выше нижних торцов звукопроводов, но ниже контролируемого объекта.1 ил, Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 29/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4928567/28 (22) 03.01.91 (46) 28.02,93. Бюл, N. 8 (71) Специализированное конструкторское бюро с onытным производством Отдела теплофизики АН УЗССР (72) О.Ш. Хакимов. А.Л. Бурнаев и И,Е. Орехов (56) 1,Авторское свидетельство СССР

¹ 227744773300, кл. G 01 N29/00,,1970.

2.Авторское свидетельство СССР

N 1310713, кл. G 01 N 29/00. 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТИЛЬНЫХ

КОЛ Е БАНИ Й (57) Изобретение относится к акустической измерительной технике и может быть использовано при контроле физико;механических свойств различных протяженных объектов, таких как, например. нити, волокИзобретение относится к акустической измерительной технике и может быть использовано при контроле физико-механических свойств различных протяженных объектов, таких, как, например, нити, волок,на, пленки и т.п.

Цель изобретения — повышение надежности контроля.

Указанная цель достигается тем, что преобразователь крутильных колебаний. содержащий корпус, в котором установлен пьезоэлемент продольных колебаний, электрически связанные с ним токопроводы, два параллельных между собой вала, по крайней мере один из которых установлен на корпусе через упругий элемент с возможно. БЫ 1798679 А1 на. пленки, Целью настоящего изобретения является повышение надежности контроля.

Для достижения поставленной цели устройство, содержащее корпус, пьезоэлемент продольных колебаний, токопроводы, электрически связанные с пьезоэлементом, два параллельных между собой вала, дополнительно снабжено двумя звукопроводами, выполненными из идентичного материала в виде тел вращения, образующая которых параллельна оси вращения и установленными на валах на различных расстояниях, вы- . бранных из соответствующего условия, причем пьезоэлемент выполнен плоским заданных размеров, акустическая ось параллельна осям звукопроводов, корпус частично заполнеч иммерсионной жидкостью, уровень которой выше нижних торцов звукопроводов, но ниже контролируемого объекта. 1 ил.

О стью перемещения вплоскости осей,,снаб- О жен также двумя звукопроводами из мате- Сг. риалов с идентичными свойствами выполненными в виде тел вращения, образующая которых параллельна оси вращения, каждый из которых установлен на соответствующем ему валу, расстояния Н1 и

mash

Hz между рабочей поверхностью.пьезоэлемента и торцем первого и второго звукопроводав, соответственно, выбраны из условия:

H1 — Hz = С1С2/(2 Л Cf), где ЛС = C< — Cz, и Сг — скорость распространения ультразвука (УЗ) в иммерсионной жидкости и звукои роводе; f — рабочая частота, причем пьезоэлементы выполнены плоскими, их

1798679 поперечные размеры меньше расстояния между осями валов и больше расстояния между ближайшими друг к другу поверхностями вращения звукопроводов и установлены на корпусе под звуководами на одинаковом расстоянии от осей вращения, акустическая ось каждого пьезоэлемента ось параллельна осям звукопроводов, а корпус заполнен иммерсионной жидкостью, уровень которой выше нижних концов торцов звукопроводов, но ниже контролируемого объекта.

На фиг.1 изображен преобразователь крутильных колебаний.

Преобразователь крутильных колебаний содер>кит корпус 1, пьезоэлемент продольных колебаний 2, токопроводы 3. электрически связанные с пьезоэлементом, два параллельных друг другу вала 4 и 5, по крайней мере один из которых установлен на корпусе 2 через упругий элемент 6 с воэможностью продольного перемещения в плоскости осей валов, два звукопровода 7,8, выполненных в виде тел вращения, образующая которых параллельна оси вращения, и установленных на валах 4 и 5.

Контролируемый объект 9 расположен в корпусе 1, который частично заполнен иммерсионной жидкостью 10. Кроме того, устройство содержит подшипники 11, Валы 4 и

5 установлены в корпусе 1 на подшипниках

11, что обеспечивает возможность вращения валов вокруг своей оси.

Преобразователь крутильных колебаний работает следующим образом.

Объект 9 контроля, например нить, вводится между звукопроводами 7 и 8 так, что его ось перпендикулярна оси вращения последних, В случае использования преобразователя в качестве излучателя на пьезоэлемент 2 через токопроводы 3 подаются электрические сигналы, Под их воздействием пьезоэлемент 2 совершает продольные колебания, которые через жидкость 10 частично передаются к звукопроводам 7 и 8, Благодаря тому, что последние установлены на различных расстояниях от рабочей поверхности пьезоэлемента, в зоне контакта звукопроводов 7 и 8 с обьектом 9 контроля, за счет разности фаэ колебаний в этих точках, равной кс, формируется пара сил возбуждающая в обьекте крутильные колебания.

При перемещении объекта 9 вдоль его оси звукопроводы 7 и 8 вращаются вместе с валами 4 и 5 на подшипниках 11, исключая скольжение объекта 9 относительно звукопроводов 7 и 8, а тем самым и генерирование в объекте 9 побочных шумовых

15 колебаний. При изменении толщины объекта звукопровод 7, установленный на корпусе 2, через упругий элемент 6 смещается в плоскости осей валов 4 и 5 и обеспечивает стабильный акустический контакт звукопроводов 7 и 8 с объектом 9. В случае использования преобразователя в качестве приемника, крутильньче колебания объекта

9 через звукопроводы 7 и 8 и иммерсионной жидкости 10 передаются пьезоэлементу 2 и трансформируются им в электрический сигнал. Излучая и принимая крутильные колебания объекта 9 контроля, например, нити, при помощи преобразователей крутильных колебаний измеряют параметры принятых колебаний и с их помощью оценивают физико-механические свойства обьекта 9 контроля, Формула изобретения

Преобразователь крутильных колебаний, содержащий корпус, в котором установлен пьезоэлемент продольных колебанил, электрически связанные с ним

25 токопроводы, два параллельных друг другу вала, по крайней мере один из которых установлен на корпусе через упругий элемент с возможностью продольного перемещения

s 1п1л о0сcкKоoс тTи ооссеей А в а л о0вB, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности контроля, он снабжен двумя звукопроводами из материалов с идентичными свойствами, выполненных в виде тел враще- . ния, образующая которых параллельна оси

35 вращения, каждый из которых установлен на соответствующем ему валу, расстояние

Н1и Н2 между рабочей поверхностью пьезоэлемента и торцем первого и второго звукопроводов соответственно выбраны из

40 условия

H1 — H2 = C1C2l(2 Л С1), где ЛС = С1 — С2, С1 и С2 — скорость распространения ультразвука в иммерсионной жидкости и звукопроводе;

f — рабочая часть пьезоэлемента, пьезоэлемент выполнен плоским, его поперечные размеры меньше расстояния между осями валов и больше расстояния между ближайшими друг к другу поверхностями вращения звукопроводов и установлен на корпусе под звукопроводами на одинаковом расстоянии от осей вращения, его акустическая ось параллельна осям звукопроводов, а корпус заполнен иммерсионной жидкостью, уровень которой выше нижних торцов звукопроводов, но ниже контролируемого объекта.

1798679

Составитель О.Антонова

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 768 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5