П’єзоелектричний датчик тиску

П'єзоелектричний датчик тиску, що складається з випромінювального та приймального п'єзоелектричних резонаторів, генератора електричних коливань та вимірювального приладу, який відрізняється тим, що випромінювальний резонатор обладнано ультразвуковим концентратором з пластиною, закріпленою на основі меншого перетину, а приймальний резонатор виконаний у вигляді біморфного елемента. (19) (21) 98052281 (22) 05.05.1998 (24) 16.04.2001 (33) UA (46) 16.04.2001, Бюл. № 3, 2001 р. (72) Шарапов Валерій Михайлович, Чудаєва Ія Борисівна, Мусієнко Максим Павлович, Сарвар Іван, BD, Бикова Олена Валентинівна, Ситник Олександр Олексійович (73) Черкаський інженерно-технологічний інститут 35762 - на фіг. 1 показана конструкція датчика, що пропонується; - на фіг. 2 - залежність коефіцієнта передачі Кпер=Uвих/Uген від тиску для прототипу (крива 1), для пропонуємого датчика (крива2). - на фіг. 3 показана залежність коефіцієнта передачі від діаметра пластини 6. Датчик містить випромінювальний 1 та приймальний 2 п'єзоелектричні резонатори, які підключені відповідно до генератора електричних коливань 3 та вимірювального приладу 4. Випромінювальний резонатор 1 обладнаний ультразвуковим концентратором 5 та пластиною 6. Система випромінювальний резонатор 1 та концентратор 5 закріплена у вузлі коливань за допомогою кріплення 7. Приймальний резонатор 2 виконаний у вигляді біморфного елемента, тобто у вигляді в даному випадку з двох п'єзоелементів 8 та 9, що з'єднані механічно. Датчик знаходиться в корпусі 10 зі штуцером 11 для приєднання до об'єму, де вимірюється тиск. Датчик працює у такий спосіб. Генератор електричних коливань 3 настроюють на резонансну частоту випромінювального резонатора 1. Приймальний резонатор 2 підключають до вимірювального приладу 4. Електрична напруга генератора 3 збуджує продольні коливання випромінювального резонатора 1, які підсилюються концентратором 5 та через газ передаються до приймального резонатора 2, збуджуючи в ньому електричну напругу. Пластина 6 потрібна для утворення поршневих коливань на площі, порівняній з площею приймального резонатора, тобто теж для підвищення чутливості. Коефіцієнт передачі системи випромінювальний-приймальний резонатор, який дорівнює відношенню вихідної напруги Uвих до напруги генератора Uген (Кпер=Uвих/Uген), залежить від тиску газу (див. Малов В.В., С. 204) Можливість реалізації винаходу підтверджується наведеним нижче прикладом. В приготовленому для випробувань датчику був використаний випромінювальний резонатор з п'єзокераміки ЦТС-23 у вигляді кільця розмірами Æ22хÆ6х12 мм. Експоненціальний концентратор з титану довжиною 19 мм та пластиною з титану розмірами Æ22х2 мм. Приймальний резонатор виконаний з двох п'єзоелементів з п'єзокераміки ЦТС23 розмірами: Æ22х0,18 мм. Відстань між резонаторами дорівнювала 1 мм. На випромінюючий резонатор подавалася напруга 1 В. Напруга на приймальному резонаторі вимірювалась мілівольтметром В3-38. Визначався Кпер=Uвих/Uген. Датчик приєднувався до вакуумної установки і знімалася залежність Кпер від тиску (вакууму). Аналогічні вимірювання здійснені також для прототипу при напрузі генератора 1 В та відстані між резонаторами 1 мм. Резонатори були виконані у вигляді дисків діаметром 22 та товщиною 3 мм з п'єзокераміки ЦТС-23. Результати вимірювань наведені на фіг. 2 (крива 1 - для прототипу, крива 2 - для запропонованого датчика). Як видно з фіг. 2, запропонований датчик має найбільшу чутливість.. При цьому, на відміну від датчиків за а. с. № 1339422 та № 1384977 в ньому використовується тільки два резонатори. Фіг. 1 2 35762 Фіг. 2 Фіг. 3 3 35762 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4