RU23541U1 - Ультразвуковой пьезокерамический преобразователь - Google Patents

Description

Ультразвуковой пьезокерамический преобразователь.

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, в частности, к ультразвуковым измерителям уровня, и может быть использована в нефтяной или химической промышленности для контроля уровня жидкости в резервуарах и емкостях.

Известны пьезокерамические преобразователи, включающие в себя корпус, пьезокерамический элемент, изолятор, демпфер и протектор 1.

Наиболее близким по технической сущности является ультразвуковой пьезокерамический преобразователь, содержащий корпус, в котором помещены круглый пьезоэлемент, изолятор, демпфер и протектор, пьезоэлемент установлен между демпфером и протектором, изолятор, демпфер и протектор выполнены в виде единого блока из композитного материала на основе эпоксидных смол 2.

Недостатком известного ультразвукового пьезокерамического преобразователя является нете)шологичность конструкции и сложность процесса изготовления.

Недостаток известного ультразвукового преобразователя объясняется следующим образом.

Во-первых, известно, что общими недостатками эпоксидных компаундов является Токсичность, малый срок жизни (особенно для компаундов, отверждающихся в нормальных условиях), большая зависимость электрических характеристик от температуры 3.

Кроме того, запивка эпоксидным компаундом крутого пьезоэлемента без установки его на опоры является сложной, и обычно осуществляется либо в два этапа - заливка слоя, его отверждение, установка на нем пьезоэлемента и дальнейшая заливка, либо при помощи подвески пьезоэлемента на гибких нитях. И в том, и в другом случаях появляются границы раздела, что приводит к (Сдвиговым деформациям в компаунде и потерям.

Задачей полезной медели является упрощение конструкции и технологии изготовления ультразвукового пьезокерамического преобразователя.

Для решения поставленной задачи в известном ультразвуковом пьезокерамическом преобразователе, содержащем корпус, в котором размещены протектор, демпфер, пьезоэлемент, установленный между демпфером и протектором, и изолятор, установленный между дном корпуса и демпфером, введены новые признаки, а именно: пьезоэлемент и демпфер в виде резиновых прокладок, выполнены в форме колец с концентрическими отверстиями, а изолятор изготовлен из текстолита, изолятор имеет прилив кругового сечения, центрирующий пьезоэлемент и демпфер, при этом протектор изготовлен запивкой в корпус полиуретанового компаунда.

Техническим результатом от использования предложенного устройства является увеличение теаснологичности конструкции.

Достижение положительного эффекта объясняется тем, что установка пьезоэлемента на демпфер при помощи центрирующего прилива в изоляторе существенно упрощает процесс сборки ультразвукового преобразователя, а использование в качестве материала для изготовления протектора полиуретанового- компаунда улучшает технические и эксплуатационные характеристики преобразователя (как известно 3, полиуретаны обладают хорошей адгезией, очень высоким сопротивлением надрыву, прочностью, зластичностью, очень небольшим истиранием).

Сущность полезной модели поясняется Фиг.1, на которой схематически показано предложш1ное устройство.

Предложенный ультразвуковой пьезокерамический преобразователь содержит корпус 1, внутри которого расположены протектор 2, выполненный из полиуретанового компаунда, демпфер 3, выполненный из резины, пьезоэлемент 4, выполненный в виде кольца с концентрическим отверстием, изолятор 5, выполненный с центрирующим приливом.

При изготовлении преобразователя проводятся следующие операции. Внутрь корпуса 1 на клеевой слой устанавливают изолятор 5, изготовленный из текстолита и имеющий центрирующий прилив кругового сечения. После высыхания клеевого слоя при помешу центрирующего прилива на изолятор 5 устанавливаются демпфер 3. выполненный из резины в виде кольца с концентрическим отверстием, и пьеэоэлемент 4, выполненный в виде кольца с концентрическим оттерстием. Последней операцией изготовления преобразователя является формирование протектора 2, которое осуществляется путем заливки внутрь корпуса полиуретанового компаунда.

л/гТ/ Ш3

Коэффициенты линейного расширения всех используемых материалов близки к коэффициенту расоМрения льезокерамики, что при изменении температуры не создает в элемшггах конструкции механических напряжений.

Предложенное устройство работает следующим образом. При подаче на пьезокерамический элемент 4 электрического напряжения частоты f пьезоэлемент 4 вследствие обратного пьезоэффекта 3 начинает колебания с той же частотой. Ультразвуковые колебания частоты f с одной стороны через протектор 2 уходят в испьпуемый образец (не показан), с другой стороны затухают в демпфере 3, выполненном из резины. Изолятор 5, демпфер 3 и протектор 2 обеспечивают электрическую изоляцию пьезоэлемента 4 относительно корпуса ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя 1 и рабочей среды (не показана).

Таким образом, предложенное устройство позволяет решить поставленную техническую задачу, а именно упростить и увеличить технологичность конструкции ультразвукового пьезокерамического преобразователя.

Источники информации:

1.Патент США №4297607 по кл. ВО6 В1/06.

2.Авторское свидетельство СССР № 1738376 по кл. ВОб В1/06.

3.Подводные электроакустические преобразователи. Справочник под редакцией В.В.Богородского. Л 1983г., с.211-212.

Claims (1)

1. Ультразвуковой пьезокерамический преобразователь, содержащий корпус, в котором размещены протектор, демпфер, пьезоэлемент, установленный между демпфером и протектором, и изолятор, установленный между дном корпуса и демпфером, отличающийся тем, что пьезоэлемент и демпфер в виде резиновых прокладок выполнены в форме колец с концентрическими отверстиями, а изолятор изготовлен из текстолита и имеет по центру прилив кругового сечения, центрирующий пьезоэлемент и демпфер, при этом протектор выполнен заливкой в корпус полиуретанового компаунда.