Электроакустический преобразователь

Изобретение относится к акустике. Акустический пьезокерамический преобразователь содержит цилиндрический корпус, в котором по окружности закреплена мембрана, имеющая плоскую и центральную выпуклую часть, в основании которой закреплен биморфный пьезоблок с двумя пьезокерамическими дисками, соединенными питающими проводниками, над выпуклой частью мембраны. На корпусе держателями закреплен акустический отражательный экран с кольцевыми акустическими отверстиями над плоской частью мембраны. При этом отражательный акустический экран расположен над кольцевыми акустическими отверстиями, находящимися на боковых сторонах корпуса и над плоской и выпуклой частями мембраны, на внешней стороне акустического отражательного экрана установлен выпуклый согласователь акустических колебаний. Технический результат - увеличение акустического давления, коэффициента полезного действия, повышение надежности и срока эксплуатации, повышение прочности корпуса. 3 ил.

 

Изобретение относится к пьезокерамическим электроакустическим преобразователям, работающим в диапазоне звуковых и ультразвуковых частот. Электроакустический преобразователь разработан для применения в акустических фазированных решетках (ФАР) устройств дальнего действия и может применяться в акустической локации, акустических обнаружителях, устройствах приема и передачи информации отпугивания хищных животных, грызунов и птиц, остронаправленных резонансных микрофонах, научных исследованиях и других целях.

Известен электроакустический преобразователь, (патент на полезную модель) RU 182040 U1, который включает в себя диафрагму, имеющую плоскую кольцевую часть и выпуклую центральную часть, биморфный пьезоэлемент с двумя пьезокерамическими дисками, соединенными по периферии с основанием выпуклой части диафрагмы, отличающийся тем, что диафрагма по наружной окружности соединена с основанием выпуклого держателя, нависающего над диафрагмой, в которой выполнено кольцевое отверстие, состоящее из фрагментов, разделенных перемычками.

Недостатком этого технического решения является применение в качестве акустического отражательного экрана внутренней части выпуклого держателя, который в совокупности с выпуклой центральной и плоской частями диафрагмы, образуют круговой рупор с недостаточно малым углом раскрыва, что не позволяет оптимально согласовать энергию акустических колебаний с воздушной средой и получить необходимое акустическое давление. Кольцевые отверстия для выхода акустических колебаний, расположенные над плоской кольцевой частью диафрагмы, не позволяют оптимально использовать всю поверхность рупора, что тоже приводит к потере акустического давления.

Акустические кольцевые отверстия являются местом проникновения для повреждения тонкостенной диафрагмы, что ограничивает область применения электроакустического преобразователя.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и решаемой задаче, является электроакустический преобразователь, описанный в патенте на изобретение RU 2647509 С1, содержащий цилиндрический корпус, расположенные в нем круглый биморф с двумя пьезоэлементами, скрепленный с выпуклой мембраной над ним и общим плоским кольцевым держателем, снабженным над выпуклой мембраной акустическим отражательным экраном с периферийными узлами соосного крепления его к цилиндрическому корпусу.

В данном изобретении применен плоский акустический отражательный экран, что обеспечило значительное увеличение акустического давления, увеличение КПД.

Однако, наличие акустических отверстий над общим плоским кольцевым держателем, названным ранее в полезной модели диафрагмой, приводит к вышеуказанным недостаткам.

Техническая задача: увеличение акустического давления излучаемых колебаний, уменьшение потребляемого тока, увеличение КПД, сужение диаграммы направленности, усиление защиты корпуса и внутренней части акустического преобразователя от внешних механических воздействий, применение в режиме излучения и приема акустических колебаний, унификация формы корпуса для применения электроакустического преобразователя в фазированных акустических волновых каналах (ФАК), оптимизировать габариты для осуществления пулевого бронирования.

Согласно изобретению, электроакустический преобразователь содержит цилиндрический корпус, в котором по окружности закреплена мембрана, имеющая плоскую и центральную выпуклую часть, в основании которой прикреплен биморфный пьезоблок с двумя пьезокерамическими дисками соединенными питающими электрическими проводниками, над всей поверхностью плоской и выпуклой частями мембраны, закреплен акустический отражательный экран, одновременно являющийся крышкой корпуса, на котором с внешней стороны установлен выпуклый согласователь акустических колебаний с воздушной средой.

Конструктивно узлы крепления корпуса обеспечивают соединение двух или нескольких электроакустических преобразователей один над другим, в одном направлении, на расстоянии половины длины волны акустических колебаний для формирования фазированного акустического волнового канала (ФАК), обеспечивающего излучение и прием акустических колебаний с узкой диаграммой направленности.

На ФИГ. 1 показано внутреннее устройство электроакустического преобразователя.

Электроакустический преобразователь содержит цилиндрический корпус 1, закрепленную в нем по окружности мембрану с плоской 2 и выпуклой 3 частью, в основании которой прикреплен биморфный пьезоблок с двумя пьезокерамическими дисками 4, соединенными с питающими электрическими проводниками 5, на корпусе 1, над всей поверхностью плоской 2 и выпуклой 3 частями мембраны закреплен акустический отражательный экран 6, образующий с поверхностью мембраны круговой рупор, раскрыв которого выходит к акустическим отверстиям 8, расположенным по бокам корпуса 1, На внешней стороне акустического экрана 6 установлен выпуклый согласователь 7 акустических колебаний с воздушной средой.

Электроакустический преобразователь работает следующим образом. По электрическим питающим проводникам 5 переменное напряжение резонансной частоты поступает на пьезокерамические диски биморфного пьезоблока 4, возбуждая в нем механические колебания, которые одновременно передаются выпуклой части 3 и плоской части 2 мембраны, возбуждающих в воздушной среде акустические колебания, сдвинутые по фазе. Акустический отражательный экран, направляя акустические колебания от средины выпуклой части мембраны 3 к плоской ее части 2, фазирует акустические колебания, повышая акустическое давление на выходе акустических отверстий 8 расположенных по бокам корпуса 1.

В силу того, что размеры акустического отражательного экрана 6 меньше длины волны акустических колебаний, то они его огибают и распространяются вдоль оси электроакустического преобразователя.

Для получения оптимально узкой диаграммы направленности и более лучшего согласования акустических колебаний с воздушной средой на наружной поверхности акустического отражательного экрана 6 устанавливается выпуклый согласователь 7.

Примечание. При необходимости максимального уменьшения габаритов - электроакустического преобразователя выпуклый согласователь можно не устанавливать.

Конструкция электроакустического преобразователя позволяет его применять в фазированных акустических волновых каналах (ФАК). Для этого два или несколько электроакустических преобразователя располагают один над другим в одном направлении на расстоянии половины длины волны акустических колебаний. При таком расположении, акустические колебания от электроакустических преобразователей оказываются сфазированными и распростроняются вдоль их оси, складываясь по амплитуде, что увеличивает акустическое давление, сужает диаграмму направленности, позволяет излучать и принимать акустические колебания.

На ФИГ. 2 показан внешний вид электроакустического преобразователя.

На ФИГ. 3 показан внешний вид компоновки двух электроакустических преобразователей в фазированном акустическом канале (ФАК).

Таким образом решена техническая задача.

Увеличено акустическое давление, уменьшен в два раза потребляемый ток, увеличен КПД, сужена диаграмма направленности, тонкостенная мембрана защищена от внешних механических воздействий. При необходимости акустический отражательный экран может изготовляться в виде бронированного щитка. Конструктивная возможность применения электроакустического преобразователя в фазированных акустических волновых каналах (ФАК) открывает широкие возможности в создании акустических фазированных решеток, остронаправленных резонансных микрофонов.

Акустический пьезокерамический преобразователь, содержащий цилиндрический корпус, в котором по окружности закреплена мембрана, имеющая плоскую и центральную выпуклую часть, в основании которой закреплен биморфный пьезоблок с двумя пьезокерамическими дисками, соединенными питающими проводниками, над выпуклой частью мембраны, на корпусе держателями закреплен акустический отражательный экран, отличающийся тем, что отражательный акустический экран расположен над кольцевыми акустическими отверстиями, находящимися на боковых сторонах корпуса и над плоской и выпуклой частями мембраны, на внешней стороне акустического отражательного экрана установлен выпуклый согласователь акустических колебаний.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к акустике, к акустическим преобразователям. Электроакустический ненаправленный преобразователь содержит пьезостержень, две одинаковые осесимметричные накладки, выполненные в виде сплошных конусов, соединенных армирующей стяжкой, и герметизирующие прокладки, установленные в месте сопряжения накладок, которые обращены основаниями друг к другу, а со стороны этих оснований выполнены глухие цилиндрические отверстия, не превышающие по глубине половины длины пьезостержня, который располагается в них и жестко прикрепляется своими торцами к торцам указанных отверстий.

Использование: для изготовления композитного чувствительного пьезоэлемента. Сущность изобретения заключается в том, что на торцевые поверхности пьезокерамического каркаса, имеющего открытые поры и общую пористость 40-60%, наносят электроды путем вжигания серебросодержащей пасты, поляризуют полученную заготовку, припаивают к электродам провода и покрывают пьезоэлемент слоем эластичного полимера.

Изобретение относится к акустике, в частности к пьезоэлектрическим преобразователям. Широкополосный гидроакустический пьезопреобразователь содержит активный элемент в виде вертикального набора пьезоактивных секций, гибких пассивных прокладок и двух наборов пьезоэлектрических шайб из пьезополимерной пленки, фронтальную и тыльную накладки, стягивающий болт с гайкой, корпус, герметизирующее кольцо.

Изобретение относится к области ультразвуковой метрологии, в частности к электромеханическим преобразователям звука. Ультразвуковой низкочастотный преобразователь содержит корпус, внутри которого установлены протектор, два пьезоэлемента и демпфер.

Использование: для параметрической генерации ультразвука. Сущность изобретения заключается в том, что электроакустический преобразователь для параметрической генерации ультразвука содержит два генератора электрических колебаний, выходы которых через линейный сумматор, импульсный модулятор, управляемый импульсным генератором, усилитель мощности и режекторный фильтр соединены со входом первого пьезоэлектрического преобразователя, излучающая апертура которого является участком выпуклой сферической поверхности, при этом в него дополнительно введены второй пьезоэлектрический преобразователь с вогнутой сферической поверхностью апертуры, подключенный к выходу режекторного фильтра, и несущая конструкция цилиндрической формы, объединяющая первый и второй пьезоэлектрические преобразователи, причем, для обоих пьезоэлектрических преобразователей диаметры D апертур, средняя длина волны λ для диапазона излучаемых сигналов накачки, радиусы кривизны R0, фокусные расстояния F0, радиусы фокальных пятен r0 выбраны идентичными и связаны соотношением r0×R0 = 0,61×λ×F0, а первый пьезоэлектрический преобразователь выполнен со сквозным осевым отверстием радиусом r = (2÷3)×r0 в центральной части выпуклой сферической поверхности апертуры.

Изобретение относится к метрологии, в частности к преобразователям для дефектоскопии. Ультразвуковой раздельно-совмещенный преобразователь, содержащий корпус и помещенные в него как минимум две звукопроводящих призмы (ПНИ) из материала с относительно низким акустическим импедансом, причем на одну ПНИ наклеен излучающий пьезоэлемент, а на другую – приемный.

Изобретение относится к акустике. Преобразователь включает в себя цилиндрический корпус с кольцевой верхней частью, диафрагму, биморфный пьезоэлемент и демпфирующий диск.

Изобретение относится к электротехнике. Мобильный терминал включает: корпус, компонент управления, и пьезоэлектрический компонент возбуждения, расположенный внутри корпуса, создающий пьезоэлектрический эффект.

Предложен продольно-изгибный гидроакустический преобразователь с бочкообразной боковой стенкой герметичного корпуса, имеющей максимальные средний диаметр и толщину на середине продольной оси симметрии и минимальные средний диаметр и толщину на торцах, гофрированной вдоль продольной оси симметрии с переменной амплитудой, уменьшающейся к фланцам корпуса, удерживающим торцевые крышки с расположенным между ними активным элементом.

Гидрофон // 2678956
Изобретение относится к метрологии, в частности к гидрофонам. Гидрофон содержит две чашеобразные мембраны, края которых закреплены на многослойной печатной плате с двух сторон с образованием герметизации внутренних пространств мембран.

Изобретение относится к акустике, в частности к наушникам. Способ модификации устройства для защиты органов слуха посредством активного устройства связи содержит этапы обеспечения устройства для защиты органов слуха, обеспечения активного устройства связи и удерживания активного устройства связи на устройстве для защиты органов слуха.

Изобретение относится к акустике, в частности к наушникам. Акустическая головная гарнитура для обеспечения средства защиты органов слуха содержит чашки наушников с размещенными в них динамиками, микрофон, оголовье, цифровой компонент для передачи и приема аудиосообщений цифровой беспроводной связи, и при этом одна из чашек наушников содержит аналоговый компонент для передачи и приема аудиосообщений аналоговой беспроводной связи.

Изобретение относится к средствам генерирования звуковой передаточной функции головы в режиме реального времени. Технический результат заключается в осуществлении генерирования звуковой передаточной функции головы в режиме реального времени.

Изобретение относится к электродинамическим громкоговорителям, а именно к средствам снижения нагрева звуковой катушки динамика. Мотор электродинамического громкоговорителя, включающий по меньшей мере один постоянный магнит и по меньшей мере один концентратор магнитного поля, для концентрации магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, в магнитном зазоре, и звуковую катушку, состоящую из каркаса и намотки, расположенной в магнитном зазоре, при этом звуковая катушка имеет по меньшей мере один выступающий элемент для отвода тепла, расположенный на внутренней и/или внешней поверхности звуковой катушки.

Группа изобретений относится к системе подсветки для двери моторного транспортного средства. Система подсветки для двери моторного транспортного средства содержит звуковой динамик, источник света, сетевой интерфейс, подключенный к указанному звуковому динамику и указанному источнику света, и модуль управления, подключенный к указанному сетевому интерфейсу.

Изобретение относится к акустике, в частности к громкоговорителям. Громкоговоритель содержит корпус, имеющий переднюю стенку, боковые стенки и заднюю стенку.

Изобретение относится к акустике, в частности, к громкоговорителям, снабженным модулем освещения. Громкоговоритель содержит магнитную цепь, раму, катушку, диффузор, нижнюю пластину, установленную на нижней стороне магнита и полюсный наконечник, расположенный в центре магнита.

Изобретение относится к акустике, в частности к средствам защиты от шума. Слуховое изделие содержит первое и второе слуховые устройства, соединитель, имеющий первый конец, прикрепленный к первому слуховому устройству, и второй конец, прикрепленный ко второму слуховому устройству.

Группа изобретений относится к акустике, в частности к рупорным акустическим системам. Акустическая система включает динамик, а также расположенный с тыльной стороны динамика задний рупор для воспроизведения звука низкочастотного диапазона, выполненный в виде расширяющегося по заданному расчету контура, состоящего из входного горла, раскрыва и выходного отверстия.

Изобретение относится к акустике, в частности к микрофонам, снабженным защитными средствами от внешних негативных факторов окружающей среды. Микрофон содержит преобразователь и пеноматериал с закрытыми порами, расположенный между преобразователем и областью приема окружающего звука.

Изобретение относится к акустике. Акустический пьезокерамический преобразователь содержит цилиндрический корпус, в котором по окружности закреплена мембрана, имеющая плоскую и центральную выпуклую часть, в основании которой закреплен биморфный пьезоблок с двумя пьезокерамическими дисками, соединенными питающими проводниками, над выпуклой частью мембраны. На корпусе держателями закреплен акустический отражательный экран с кольцевыми акустическими отверстиями над плоской частью мембраны. При этом отражательный акустический экран расположен над кольцевыми акустическими отверстиями, находящимися на боковых сторонах корпуса и над плоской и выпуклой частями мембраны, на внешней стороне акустического отражательного экрана установлен выпуклый согласователь акустических колебаний. Технический результат - увеличение акустического давления, коэффициента полезного действия, повышение надежности и срока эксплуатации, повышение прочности корпуса. 3 ил.

Наверх