Спосіб формування спектральних характеристик ультразвукового перетворювача

Спосіб формування спектральних характеристик ультразвукового перетворювача, C2 2 (11) 1 ХАРАКТЕРИСТИК UA (54) СПОСІБ ФОРМУВАННЯ ПЕРЕТВОРЮВАЧА ОПИС (19) ДЕРЖАВНИЙ Д ЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛ ЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ 3 82278 характеристики унаслідок високої добротності ультразвукового перетворювача, що працює на радіальній моді, і менш високій добротності ультразвукового перетворювача, що працює на подовжній моді коливань п'єзоелектричного елементу. Технічною задачею, на рішення якої направлений винахід, є удосконалення способу формування спектральних характеристик ультразвукового перетворювача шляхом додаткової оптимальної виборчої силової дії на п'єзоелектричний елемент. Технічний результат, який досягається при рішенні поставленої технічної задачі і використанні способу формування спектральних характеристик ультразвукового перетворювача, полягають у формуванні спектральних характеристик ультразвукового перетворювача в широкому діапазоні частот з мінімальною нерівномірністю амплітудно-частотних характеристик. Поставлена технічна задача вирішується, а вказаний технічний результат досягається тим, що в способі формування спектральних характеристик ультразвукового перетворювача, який полягає у тому, що до випромінюючої поверхні ультразвукового перетворювача, в корпусі якого закріплений п'єзоелектричний елемент, підключений до джерела електричного сигналу, приєднують погоджувальний шар і виконують регулювання його хвильового розміру шляхом підбору товщини погоджувального шару, згідно винаходу, формування спектральних характеристик ультразвукового перетворювача додатково виконують шляхом дії регульованими по величині притискними зусиллями на центральну та/або периферійну частини тильної сторони п'єзоелектричного елементу. Приведені ознаки винаходу є суттєвими, оскільки в сукупності достатні для вирішення поставленої технічної задачі і досягнення вказаного технічного результату, а кожен окремо необхідний для ідентифікації способу формування спектральних характеристик ультразвукового перетворювача, що заявляється. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак вдосконаленого способу формування спектральних характеристик ультразвукового перетворювача, зокрема відмітних при їх взаємодії із загальними ознаками, в рішенні поставленої технічної задачі і досягненні вказаного технічного результату, полягає в наступному. Зусилля, прикладені до тильної поверхні п'єзоелектричного елементу, роблять вплив на роботу ультразвукового перетворювача таким чином. За рахунок згаданої додаткової оптимальної виборчої силової дії на п'єзоелектричний елемент забезпечується висока добротність ультразвукового перетворювача, що працює на радіальній моді, а також висока добротність ультразвукового перетворювача, що працює на подовжній моді коливань п'єзоелектричного елементу. 4 Регулювання величини зусиль, прикладених до тильної сторони п'єзоелектричного елементу, робить вплив на роботу ультразвукового перетворювача таким чином. Зміна величини притискного зусилля до центральної частини тильної сторони п'єзоелектричного елементу приводить до зміни добротності і, як наслідок, до зміни діапазону робочих частот ультразвукового перетворювача, що працює на подовжній моді коливань п'єзоелектричного елементу. Зміна величини притискного зусилля до периферійної частини тильної сторони п'єзоелектричного елементу змінює добротність ультразвукового перетворювача, що працює на радіальній моді коливань п'єзоелектричного елементу. Роздільна зміна величини притискних зусиль до центральної та/або периферійної частини тильної сторони п'єзоелектричного елементу дозволяє формувати спектральні характеристики ультразвукового перетворювача в необхідному діапазоні частот, а також з необхідною мінімальною нерівномірністю амплітудночастотних характеристик. З рівня техніки заявник не виявив рішення, співпадаючі з сукупністю загальних і відмітних суттєвих ознак вдосконаленого способу формування спектральних характеристик ультразвукового перетворювача, внаслідок чого можна зробити висновок, що технічне рішення, що заявляється, не є частиною рівня техніки і відповідає критерію винаходу «новизна». З рівня техніки заявник також не виявив рішення, співпадаючі з відмітними суттєвими ознаками вдосконаленого способу формування спектральних характеристик ультразвукового перетворювача, внаслідок чого можна зробити висновок, що технічне рішення , що заявляється, для фахі вця не є очевидним, тобто не випливає з рівня техніки, і відповідає критерію винаходу «винахідницький рівень». Спосіб формування спектральних характеристик ультразвукового перетворювача пояснюється докладним описом прикладу його виконання з посиланням на прикладене креслення, на якому зображений загальний вид ультразвукового перетворювача. Ультразвуковий перетворювач містить корпус 1, виконаний у вигляді стакана, на внутрішній поверхні днища 2 якого за допомогою клейового складу закріплений п'єзоелектричний елемент 3, підключений до джерела 4 електричного сигналу. Зовнішня поверхня днища 2 корпусу 1 є випромінюючою поверхнею 5 ультразвукового перетворювача, до якої за допомогою клейового складу приєднаний погоджувальний шар 6 необхідної товщини S. У прикладі конкретного виконання спосіб формування спектральних характеристик ультразвукового перетворювача здійснювали таким чином. До випромінюючої поверхні 5 ультразвукового перетворювача, в корпусі 1 якого закріплений п'єзоелектричний елемент 3, що підключений до 5 82278 джерела 4 електричного сигналу, приєднували погоджувальний шар 6 і виконували регулювання його хвильового розміру шля хом підбору товщини S погоджувального шару 6. Крім підбору товщини S погоджувального шару 6, формування спектральних характеристик ультразвукового перетворювача додатково виконували шляхом роздільної дії регульованими притискними зусиллями F1 і F2 на центральну та/або периферійну частини тильної сторони п'єзоелектричного елементу 3. За рахунок цього досягалася висока добротність ультразвукового перетворювача, що працює як на радіальній моді, так і на подовжній моді коливань п'єзоелектричного елементу 3. Регулювання величини зусиль F1 і F2, прикладених до тильної сторони п'єзоелектричного елементу 3, робило вплив на роботу ультразвукового перетворювача таким чином. Зміна величини притискного зусилля F1 до центральної частини тильної сторони п'єзоелектричного елементу 3 приводила до зміни добротності і, як наслідок, до зміни діапазону робочих частот ультразвукового перетворювача, що працює на подовжній моді коливань п'єзоелектричного елементу 3. Зміна величини притискного зусилля F2 до периферійної частини тильної сторони п'єзоелектричного елементу 3 міняла добротність ультразвукового перетворювача, що працює на радіальній моді коливань п'єзоелектричного елементу 3. Роздільна зміна величини притискних зусиль F1 і F 2 до центральної та/або периферійної частини тильної сторони п'єзоелектричного елементу 3 дозволяла формувати спектральні характеристики ультразвукового перетворювача в широкому діапазоні частот з необхідною мінімальною нерівномірністю амплітудночастотних характеристик. Приведені відомості, які підтверджують можливість здійснення вдосконаленого способу формування спектральних характеристик ультразвукового перетворювача, свідчать про те, що пропоноване технічне рішення відповідає критерію винаходу «промислова придатність». 6