[LT] Ultragarsinis keitiklis priklauso matavimo prietaisų sričiai, konkrečiai skysčio tekėjimo greičio ir lygio matavimui.@Siekiant padidinti darbo patikimumą, užtikrinant stabilų akustinį kontaktą ultragarsiniame keitiklyje, susidedančiame iš korpuso (1), kuriame nuosekliai patalpinti protektorius (2), pjezoelementas (3) ir dempferis (4). Naujai įvesti atraminis žiedas (6), užpildas (5), atraminis diskas (7), kurie nuosekliai patalpinti korpuse (1). Naujai įvestas laikiklis (8) vienu galu sujungtas su korpusu (1), dangtelis (9) turi sandarinimo žiedą (10), spaudiklį (11), nuosekliai patalpintus jo viduje, ir tarpinę (12), per kurią jis sujungtas su laikiklio (8) antruoju galu. Protektorius pagamintas iš medžiagos, kurios šiluminis ilgėjimo koeficientas lygus pjezoelemento (3) šiluminiam ilgėjimo koeficientui ir prispaustas atraminiu žiedu (6). Dempferis (4) yra kūgio formos, o užpildas (5), kurio šiluminis tūrio plėtimosi koeficientas artimas korpuso (1) šiluminiam tūrio plėtimosi koeficientui, prispaustas atraminiu disku (7).
[EN] An ultrasonic transducer relates to an apparatus for measuring, in particular an apparatus for measuring the liquid flow velocity and level. The invention aims to increase the reliability of work by achievement of stable acoustic contact in the ultrasonic transducer. The ultrasonic transducer comprises a frame wherein a protector (2), a piezoelement (3) and a damper (4) are laid out in consecutive order. Newly introduced a support ring (6), a filler (5), a support disk (7) are laid out in consecutive order in the frame (1). A holder (8) is connected by one end to the frame (1). A cover (9) is provided with a sealing ring (10), a pressing-stud (11) and a washer (12). The cover (9) is connected to the other end of the holder (8) by the washer (12). The protector (2) is pressed by the support ring (6) and made of a material the thermal linear expansion coefficient of which equals the thermal volume expansion coefficient of the piezoelement (3). The damper (4) is in the form of cone. The filler (5) the thermal volume expansion coefficient of which is close to the thermal linear expansion coefficient of the frame (1) is pressed by the support disk (7).
[0001] Ultragarsinis keitiklis priklauso matavimo prietaisų sri-čiai, konkrečiai skysčio tekėjimo greičio ir lygio matavimui.
[0002] Yra žinomas pjezoelektrinis keitiklis turintis korpusą , nuosekliai įtaisytus jame protektorių, p jezoelementą ir demp-ferį, taro protektoriaus ir p jezoelemento įtaisytas nustatyto storio tarpinis elementas, kuriame yra skylės orientuotos statmenai p jezoelemento darbiniam paviršiui ir užpildytos skysčiu, tarpinio elemento aukštis lygus vienam ketvirčiui pjezoelemento bangos ilgio, o jo akustinė varža lygi pjezoelemento akustinei varžai, skysčio akustinė varža lygi protektoriaus akustinei varžai / žiūr. TSRS aut. liud. Nr.1772724 , GOI N 29/04, biul• Nr.40,I992m./.
[0003] Nurodytas pjezoelektrinis keitiklis neužtikrina patikimo darbo kintant slėgiui ir temperatūrai, kadangi jame nesude-rinti atskirų elementų šiluminio plėtimosi koeficientai ir tuo pačiu neužtikrintas ilgalaikis skysčio ertmės hermetiškumas, be to, tarpinio elemento buvimas mažina perduodamo arba priimamo signalo energetinį lygį.
[0004] Yra žinomas ultragarsinis keitiklis, turintis korpusą ir ja-me išdėstytus pjezoelementą, protektorių ir dempferį,kuriame yra metalinis vamzdelis, įstatytas bendroje ašyje su dempferiu, o jo atstumas nuo pjezoelemento yra nedidesnis už ultragarso bangos ilgį, storis nedidesnis ketvirčio bangos ilgio esant keitiklio rezonansiniam dažniui / žiūr. TSRS aut. liud.
[0005] Nr. 1548747, GOI N 29/04, biul. Nr.9, 1990 m/.
[0006] Šio įrenginio trūkumas tas, kad jis neužtikrina reikiamo darbo patikimumo, kadangi metalinio vamzdelio panaudojimas ši-lumos nuvedimui negarantuoja stabilaus akustinio kontakto tarp protektoriaus ir t>jezoelemento. Nesant suderintiems šių elementų šiluminiams plėtimosi koeficientams, kintant tempera-tūrai, jie nevienodai plečiasi arba traukiasi, todėl pasikei-
[0007] čia jų' paviršių tarpusavio sujungimo sąlygos, o tai iš-šaukia perduodamo arba priimamo signalo amplitudės ir formos kitimą.
[0008] Išradimo tikslas - darbo patikimumo padidinimas, užtik-rinant stabilų akustinį kontaktą.
[0009] Šis tikslas pasiekiamas tuo , kad į ultragarsinį kei-tiklį, susidedantį iš korpuso, kuriame nuosekliai patalpinti protektorius, pjezoelementas ir dempferis, naujai įvesti užpildas, atraminis žiedas, atraminis diskas, laikiklis, kuris vienu galu sujungtas su korpusu, dangtelis, turintis sandarinimo žiedą, spaudiklį , tarpinę- ir sujungtas su laikiklio antruoju galu, be to, protektorius paga-mintas iš medžiagos, kurios šiluminis ilgėjimo koeficientas lygus pjezoelemento šiluminiam ilgėjimo koeficientui ir prispaustas atraminiu žiedu, dempferis yra kūgio formos, o užpildas, kurio šiluminis tūrio plėtimosi koeficientas artimas korpuso šiluminiam tūrio plėtimosi koeficientui, prispaustas atraminiu disku.
[0010] I brėž. pavaizduotas ultragarsinis keitiklis.
[0011] Ultragarsinis keitiklis susideda iš korpuso I , kuriame nuosekliai patalpinti protektorius 2, pjezoelementas 3 ir kūgio formos dempferis 4. Protektorius 2 pagamintas iš medžiagos, kurios šiluminis ilgėjimo koeficientas lygus pjezoelemento 3 šiluminiam ilgėjimo koeficientui . Taip pat ultragarsinį keitiklį sudaro užpildas 5, atraminis žiedas 6, atraminis diskas 7, laikiklis 8 , kuris vienu galu sujungtas su korpusu I . Užpildas 5 yra prispaustas atraminio disko 7 , o jo šiluminis tūrio plėtimosi koeficientas artimas korpuso I šiluminiam tūrio plėtimosi koeficientui. Dangtelis 9 , turintis sandarinimo žiedą 10 , spaudik-lį II, nuosekliai patalpintus jo viduje ir tarpi-nę Į2,per kurią jis prijungtas prie laikiklio £ ant-rojo galo. Kabelis 13 sandariai aospaustas sandarinimo
[0012] Sužadinus pjezoelementą 3 elektriniu impulsu, jis ge-neruoja ultragarsinius svyravimus, kurie viena kryptimi per protektorių 2 patenka į kontroliuojamą terpę, o kita
[0013] kryptimi į dempferį 4. Kintant kontroliuojamos terpės tem-peratūrai ( 0 + 150 °C), stabilus akustinis kontaktas tarp pjezoelemento3ir protektoriaus 2 realizuojamas atitinkamai parenkant protektoriaus 2 medžiagą, kurios šiluminis ilgė-jimo koeficientas būtų lygus t)jezoelemento 3 šiluminiam ilgėjimo koeficientui. Tokiu būdu,šiems elementams ple-čiantis arba traukiantis,jų paviršių sujungimo sąlygos iš-lieka tokios pačios, o tuo pačiu išlieka vienodas ir akustinis kontaktas. Lydmetalio sluoksnis, kuris reikalingas paviršių sujungimui yra lygus arba mažesnis už dvigubą pjezoelemento 3 elektrodo sluoksnio storį ir šiuo atvėju turi į kontakto kitimą nykstamai mažą įtaką.
[0014] Patentuojamame ultragarsiniame keitiklyje pjezoelemento 3 medžiaga yra PZT, jos šiluminio ilgėjimo koeficientas oC= C 4,5 + 6,5) .10 °C ,0 protektorius 2 pagamintas iš lydinio su specialiomis šiluminėmis savybėmis, pvz. kovaro, kurio oCc ( ^,6 + 5,5) . IO-^. , o jo storis yra lygus d « 0,5 n , kur n- sveikas skaičius ,
[0015] ?. - ultragarso bangos sklidimo ilgisi Ultragarsiniai svyravimai, patekę į dempferį 4-, yra gesinami. Kad gęsi-nimas būtų efektyvesnis, dempferis 4- pagamintas kūgio formos su 90° kampu viršūnėje. Tokiu būdu, svyravimai, atsi-spindėję nuo kūgio sienelių, gęsina vieni kitus. Likusi svyravimų dalis galutinai gesinama užpilde 5, kuris, be to, dar priima ir dalį slėgio ( 0+2,5 MPa) apkrovos iš kontroliuojamos terpės pusės, todėl yra prispaustas atraminiu disku 7. Tam , kad ertmėje pripildytoje užpildu 5 nesusida-rytų slėgis keičiantis temperatūrai, užpildo 5 ir korpuso I šiluminiai tūrio plėtimosi koeficientai turi būti artimi.
[0016] I yra pagamintas iš bronzos, kurios šiluminis tūrio plė-timosi koeficientas ~ 60. I0~ °C~ , o užpildas 5 pagamintas neorganinių klijų pagrindu ir jOj$=66.I0~^°C~^. Tokia keitiklio konstrukcija leidžia jį eksploatuoti padidintos drėgmės aplinkoje, kadangi laidų sujungimo ert-mė sandarinana dangtelio9su jame esančiais tarpine 12, spaudikliu II ir sandarinimo žiedu 1*3 pagal "b a. Per s tu - miant spaudiklį II ašine kryptimi, sandarinimo žiedas 10 deformuojasi ir sandariai apspaudžia kabelio 13 apval-kalą. Savo ruožtu keitiklio korpuso I hermetiškumas iš kontroliuojamos terpės pusės užtikrinamas prispaudžiant atraminiu žiedu 6 protektorių 2.
[0017] Tokiu būdu patentuojamo ultragarsinio keitiklio konstrukcija užtikrina ilgalaikį, stabilų akustinį kontaktą tarp pjezoelemento 3 ir protektoriaus 2 nepaisant temperatūros ir slėgio kitimo iš kontroliuojamos terpės pusės, tuo pačiu eliminuoja šių poveikių įtaką į perduodamo arba priimamo signalo amplitudę ir formą. Panaudoti sandarinimo elementai leidžia eksploatuoti keitiklį padidintos drėgmės aplinkoje.
Ultragarsinis keitiklis,susidedantis iš korpuso, kuriame nuosekliai patalpinti protektorius, p jezoelementas ir demp-feris, besiskiriantis tuo, kad į Jį naujai Įvesti atraminis žiedas, užpildas, atraminis diskas,kurie nuosekliai patalpinti korpuse, laikiklis, kuris vienu galu sujungtas su korpusu, dangtelis, turintis sandarinimo žiedą, spaudiklį, nuosekliai patalkintus jo viduje ir tarpinę,der kurią jis sujungtas su laikiklio antruoju galu, "be to, protektorius pagamintas iš medžiagos, kurios šiluminis ilgė-jimo koeficientas lygus pjezoelemento šiluminiam ilgėjimo koeficientui ir prispaustas atraminiu žiedu, dempferis yra kūgio formos, o užpildas, kurio šiluminis tūrio plėtimosi koeficientas artimas korpuso šiluminiam tūrio plėtimosi koeficientui, prispaustas atraminiu disku.