Мощность пьезоэлектрических излучателей

Достигаемая при помощи пьезоэлектрических излучателей акустическая мощность зависит от качества и однородности кристаллов, а также и от конструкции держателей, в которых укрепляются излучатели. [c.100]

Электрическое возбуждение пьезоэлектрических кристаллов наиболее удобно осуществляется при помощи незатухающих колебаний, которые на любой частоте и при любой мощности без особых трудностей генерируются электронными лампами. Схемы присоединения кварца или другого пьезоэлектрического излучателя к ламповому генератору могут быть самыми различными. Простейшим способом является подключение кварца параллельно емкости колебательного контура, согласно схеме фиг 103. [c.98]

Если подводимую к кварцу электрическую мощность обозначить через Р эл., то к. п. д. пьезоэлектрического излучателя будет равен [c.127]

Все рассмотренные выше пьезоэлектрические излучатели обладают одним общим свойством сколько-нибудь интенсивные колебания в них возбуждаются лишь на определяемой размерами излучателя основной частоте и серии дискретных частот, соответствующих собственным колебаниям высших порядков. Очень часто, однако, возникает потребность в излучателе, способном работать в некотором диапазоне частот особенно необходим такой излучатель для измерительных целей. Выше (в п. 2 настоящего параграфа) мы указывали на возможность получения диапазонного излучателя при помощи клиновидной пьезоэлектрической пластинки. Однако такое устройство обладает очень небольшой мощностью, так как на каждой данной частоте колебания возбуждаются лишь на небольшом участке пластинки. [c.128]

Следует отметить, что малое удельное акустическое сопротивление газов ограничивает применение магнитострикционных или пьезоэлектрических преобразователей для излучения в газообразную среду. Хотя при работе магнитострикционного излучателя в воздухе можно получить относительно большие амплитуды колебаний поверхности (порядка нескольких микрон), однако такой вибратор не может отдать сколько-нибудь значительную акустическую мощность. [c.9]

Среди пьезоэлектрических материалов для ультразвуковых преобразователей пьезокерамика заняла в настоящее время господствующее положение. Но и магнитострикционные керамические материалы приобретают все большее значение в ультразвуковой технике. По сравнению с преобразователями из пьезоэлектрической керамики ферритовые преобразователи обладают рядом достоинств они не требуют (как и все магнитострикторы) для работы на большой мощности высокого электрического напряжения, что упрощает задачи, связанные с подведением питания к излучателю, и выгодно с точки зрения техники безопасности конструкция их проста, нет необходимости создавать специальные приспособления для защиты электродов, как это приходится делать с пьезоэлектрическими элементами они не чувствительны к воздействию внешней среды, могут работать, даже будучи погруженными в агрессивные жидкости. [c.113]

Аппаратура. Контроль проводят на установке, состоящей из генератора качающейся частоты мощностью 0,4 кВт, блока управления и пьезоэлектрического или магнитострикционного излучателя, прижимаемого к контролируемому изделию специальным устройством. Излучатель снабжен концентратором, имеющим сферическую поверхность контакта с изделием. Диапазон рабочих частот 18. .. 200 кГц. Время контроля одного изделия 20. .. 40 с. [c.273]

Как видно, при описанной схеме прибора можно производить измерение толщин любых. материалов, не внося каких-либо поправок на раз. [ичную скорость распространения ультразвуковых колебаний в них и, следовательно, без всяких дополнительных для этого приспособлений или градуировок. При таком способе требуются чрезвычайно небольшие мощности генератора и незначительная чувствительность усилителя весь прибор может быть изготовлен на полупроводниковых триодах с пьезоэлектрическими пластинками из титаната бария, что требует мало-мощного батарейного питания (напряжение возбуждения излучателя требуется всего в несколько вольт). При этом все устройство может быть весьма компактным и иметь самые малые габаритные размеры и вес из всех существующих толщиномеров. [c.155]

Кристаллические излучатели по существу представляют собой мозаику кристаллических элементов, которая обычно занимает значительно большую площадь, чем в гидрофонах, предназначенных для работы в том же диапазоне частот. Размеры и форма мозаики определяются требуемой направленностью и излучаемой акустической мощностью. Выбор последовательного-или параллельного соединения кристаллов зависит от того, чему отдается предпочтение — требованию чувствительности или импеданса, а также зависит от типа используемых кристаллов. При выборе типа кристалла наряду с требованиями к чувствительности и импедансу учитываются влияние гидростатического давления и стоимость. В мозаичном излучателе используется большое количество кристаллов, а стоимость пьезоэлектрических кристаллов достаточно высока. Диск сульфата лития размером с 25-центовую монету стоит 30—40 долларов, а аналогичный [c.266]

Рис. 4.5. Лазер на ионах благородного газа с активной синхронизацией мод. 1—призматический модулятор из кварцевого стекла (SQ1) с брюстеров-скими поверхностями 2 — пьезоэлектрический излучатель из LiNbOj 3 — газоразрядная трубка 4 — выходное зеркало 5 — глухое зеркало 6 — синтезатор частот 7 — усилитель мощности. (По [4.10].)

Для получения колебаний более высокой частоты (до 50 000 гц) используют пьезоэлектрический эффект, основанный на способности некоторых материалов деформироваться под влиянием электрического поля. Пьезокерамические излучатели по сравнению с магнитострикционными обладают рядом преимуществ простота конструкции и изготовления, недифицитность исходных материалов, возможность получения излучателей любой формы. Изготовляют их из титаната бария, циркония и свинца. Однако удельная акустическая мощность этих излучателей мала (до 80 квт/м ), в связи с чем пьезокерамические преобразователи используют при сварке лишь пленочных термопластов. [c.220]

А устико-топографически метод рассмотрен в п. 2.6.2. Здесь отметим, что для контроля используют установку, состоящую из серийного ультразвукового генератора мощностью около 0,5 кВт на частоте около 100 кГц, блока управления частотой и магнито-стрикционного или пьезоэлектрического излучателя, прижимаемого к ОК. Излучатель снабжен концентратором, имеющим сферическую поверхность контакта с ОК. Частоту генератора варьируют до совпадения с собственной частотой участка, отделенного дефектом от основной массы ОК. [c.232]

На последней лампе JI9 блока V собран усилитель полученных электрических пик с максимальным усилением напряжения в пике до 80 -f- 90 б. Его выход нагружается пьезоэлектрическим излучателем, создающим в модели короткие ультразвуковые импульсы В некоторых опытах обнаруживалась недостаточная мощность излучения ультразвука, поэтому в 1953 г. изготовили приставку в виде ждущего блокинга к схеме V, который нри низкоомном выходе обеспечивая па пьезоизлучателе импульсное напряжение около 500 в длительностью в 2 или 4 мксек. [c.49]

Пьезоэлектрические преобразователи изготовляют из кристаллов кварца, сегнетовой соли, турмалина, керамики титаната бария (ВаТ10з), а также цирконата-титаната свинца ЦТС 1РЬ(2пТ1)Оз] и его производных. Прямой пьезоэффект заключается в появлении электрических зярялпв поп лействием механических деформаций. Обратный пьезоэлектрический эффект — способность названных материалов изменять свои геометрические размеры под действием электрического напряжения. Оба эффекта обратимы. В ультразвуковых установках небольшой мощности применяют излучатели типа Ланжевена. Преобразователь состоит из двух металлических накладок-пластин 2 и 3, между которыми зажата кварцевая или пьезокерамическая пластинка 1 (рис. 9). Возбуждение осуществляется таким образом, чтобы вся система работала как полуволновой излучатель 4. Металлические пластины действуют как массы, значительно понижающие частоту излучателя. Благодаря этому устраняется необходимость применения толстых пьезоэлементов и улуч- [c.20]

На фиг. 107 показан небольшой переносный ультразвуковой генератор фирмы Сименс-Рай-нигер Верке (Эрланген), предназначенный для медицинских целей. Этот прибор работает на частоте 800 кгц и отдает акустическую мощность до 15 вт, причем в приборе предусмотрена возможность плавной регулировки отдаваемой мощности. Пьезоэлектрический кристалл, имеющий диаметр 25 мму смонтирован в передней части выносной ручки, расположенной на фигуре справа. Излучателем звука служит массивная металлическая пластина диаметром около 40 мм, образующая лобовую поверхность ручки. [c.100]

И 40% Рс1). При этом образуется хорошее амальгамоподобное соединение ртути с фольгой и вместе с тем не происходит растворения материала фольги в ртути. Чтобы резко ограничить место внутренней связи кристалла с жидкостью, по краю кристалла электролитическим способом наносится слой никеля, захватывающий и фольгу, Такого рода излучатель, построенный Холлом и Фраем, работал в диапазоне 40—80 кгц. Его излучающая поверхность составляла 15х X 12 мм. В указанном диапазоне частот излучатель отдавал акустическую мощность, соответствующую колебаниям основного типа в однородном кристалле с такой же излучающей поберх-ностью и при том же напряжении. Дальнейшие подробности читатель найдет в упомянутой выше работе, а также в работе Фрая, Холла и др. [2840], в которой приведена теория такого диапазонного пьезоэлектрического излучателя (см. также [2638]). [c.129]

Сферический фокусирующий излучатель использован также в приборе для получения мелкодисперсных аэрозолей для лечебных целей [37]. Схема устройства акустической части этого прибора приведена на рис. 39. Излучатель выполнен из пьезоэлектрической керамики пьезолан и работает на частоте 2,5 Мгц. О применении аналогичного излучателя для получения аэрозолей, предназначенных для спектрального анализа, сообщается в работе [38]. Для этих целей был применен излучатель с фокусным расстоянием = 7,0 см и угол раскрытия ат = 60°, работающий на частоте 2 5 Мгц. Полная излучаемая мощность составляла около 100 вт. [c.191]

Источником ультразвуковых колебаний служил генератор А-62411 с номинальной выходной мощностью 1,5 кет и частотой от 18 до30кг . Ультразвуковые колебания частотой 19,Бкгц от магнито-стрикционного преобразователя типа ПМ-1-1, 5Д-1 передавались в ванну, дном которой служила мембрана излучателя. Пьезоэлектрический щуп (зонд) для измерения интенсивности ультразвука имел высокую чувствительность, не зависящую от частоты колебаний. Кроме того, у него отсутствовала резко выраженная направленность как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, что позволяло избежать ошибки в определении звукового давления при встречном расположении излучателей. Конструкция зонда изображена на рис. 1. [c.183]

И. у.— электроакустич. преобразователи используются в самых различных областях УЗ-вой техники в широком частотном диапазоне. Электро-динамич. излучатели применяются для излучения в газовые среды на частотах от десятков Гц до десятков кГц с кпд 10% мощность их не превышает десятков Вт. Они используются и в жидкости яа низких звуковых частотах. Пьезоэлектрич. преобразователи — наиболее широко используемый в технике тип И. у. С пьезоэлементами в виде цластинок, стержней, колец они применяются в диапазоне частот от единиц кГц до десятков МГц для целей УЗ-вой технологии, дефектоскопии, при различных контрольно-измерительных приме-нениях ультразвука, в гидролокации и т. п. На частотах — 1кГц и ниже используются изгибно колеблющиеся пьезоэлементы. Кпд пьезоэлектрических И. у. составляет 40— 70%, удельная мощность достигает 10 Вт/см . Динамич. диапазон их ограничивается сверху электрич. и механич. прочностью, а также нагреванием вследствие собственных потерь. Магнитострикционные преобразователи используются гл. обр. как резонансные И. у. в УЗ-вой технологии в диапазоне 10 — 100 кГц. Их главное достоинство — высокая механич. прочность, надёжность. Кпд таких преобразователей —50%, удельная излучаемая мощность может достигать 20 Вт/см и более. Основной [c.145]

На фиг. 39 и 40 представлены заиисимости ig б от амплитуды электрического поля для нескольких пьезоэлектрических керамик. Эти данные не являются окончательным критерием при выборе материала для излучателей большой мощности, так как пьезомодули керамики различного состава имеют значения, меняющиеся в весьма широких пределах, и поэтому амплитуда механических или акустических колебаний при заданном электрическом поле оказывается весьма различной. Критерии, используемые при выборе материала для преобразователей больиюй мощности, рассматриваются более подробно в 6, п. 8. [c.250]

Исходя из этого рассмотрения, можно ожидать, что динамические пьезоэлектрические, упругие и диэлектрические постоянные будут сильно зависеть от постоянного сжимающего напряжения. ]5лияние постоянного сжимающего напряжения,, действующего одновременно с возбуждающей образец переменной составляющей, имеет большое значение, поскольку часто возникает необходимость создать предварительное механическое сжатие, которое предотвращает механическое разрушение образца под действием динамических механических напряжений, как это может иметь место при пьезоэлектрическом возбуждении излучателей с большой акустической мощностью. Этот случай более подробно рассмотрен в 6, п. 8. 1 роме того, следует отметить, что используемые в гидроакустике на большой глубине преобразователи часто работают в условиях сильного гидростатического давлен1гя, которое нет1збежно ввиду акустического контакта преобразователя с водой. [c.256]

Пьезоэлектрическая керамика широко используется в настоящее время как материал для изготовления акустических излучателей большой мощности. Кристаллы, которые ранее применялись для этих целей, и значительной мере оттеснены на второй план ввиду ряда присущих им недостатков, связанных с низкой механической прочностью, сравнительно малым коэффициентом пьезоэлектрической связи (и следовательно, узко11 полосой частот), малой диэлектрической проницаемостью (высоким импедансом) [c.302]

Так, например, согласно прежним исследованиям Хильтшера [884], акустическая мощность, отдаваемая на единицу объема кристаллом сегнетовой соли при максимально допустимой нагрузке, составляет лишь 1 % мощности, отдаваемой кристаллом кварца. Несколько лучше в этом отношении кристаллы ADP, которые все шире применяются в качестве подводных излучателей ультразвука. В качестве вибраторов с колебаниями по толщине можно применять также и сульфат лития, выгодно отличающийся своими пьезоэлектрическими константами и обладающий сравнительно большой механической прочностью кроме того, сегнетова соль и сульфат лития находят себе применение в пьезоэлектрических приемниках давления. [c.93]

ИМ мощность. Напряжение высокой частоты по гибк9му низковольтному кабелю подводится к излучателю, расположенному на фиг. 106 слева. В верхней части этого блока расположен пьезоэлектрический преобразователь, находящийся в [c.100]

На частотах до 175 кгц вместо пьезоэлектрического можно применять магнитострикционный излучатель с водяным охлаждением. В диапазоне 300—3000 кгц прибор отдает акустическую мощность до 300 вт потребляемая прибором мощность составляет 1,6 кет к. п. д. по анодной цепи равен 65—70%, к. п. д. преобразователя— 90—95%, а общий к. п. д. всего прибора колеблется от 25 до 38%. Наивысшего значения к. п. д. достигает на частоте 1 мггЦу а с понижением и повышением частоты к. п. д. падает. [c.100]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...