Електростатичний акустичний перетворювач
Винахід відноситься до приладобудування, а саме електростатичних перетворювачів, що використовуються для пристроїв ехолокації в агресивних середовищах. Для того, щоб електростатичний акустичний перетворювач був здатний працювати в закритих ємностях з агресивним середовищем при широкому діапазоні зміни її температури і тиску, перетворювач містить основу, на якій закріплений металевий нерухомий електрод з концентричними кільцевими канавками на його сферичній поверхні, на яку натягнутий рухомий плівковий електрод , Що складається з двох металізованих лавсанових плівок, звернених один до одного металізованими шарами, та зовнішньої фторопластової плівки. Одна з металізованих плівок приклеєна до основи його периметру поверх нерухомого електрода при заданому натягу, а до неї за допомогою рідкого полімеру приклеєні інші плівки. Контакт з рухомим електродом здійснюють за допомогою металевого кільця. Підстава з нерухомим і підвидним електродами та контактним кільцем вставлені у фторопластову бленду та кріпляться до неї пружинним екраном. Концентричні кільцеві канавки нерухомого електрода з'єднані між собою та зі штуцером, встановленим у підставі, прямокутною проточкою. На штуцер одягнений капіляр у вигляді трубки з нейтрального хімічного матеріалу. 1 іл.
Винахід відноситься до приладобудування, а саме електростатичних перетворювачів, що використовуються для пристроїв ехолокації в агресивних середовищах.
Відомий електростатичний акустичний перетворювач, що містить нерухомий електрод у вигляді металевої сітки, укріпленої на металевій підставі, рухомий плівковий електрод із захисною плівкою, розташований на нерухомому електроді, і електронагрівач, розташований на підставі (авт. св.СРСР N 965024, кл. H04R 19/00, оп. 07.10.82).
Такий перетворювач надійно працює в умовах підвищеної вологості та запиленості, однак він не може бути використаний для роботи в агресивних середовищах при широкому діапазоні зміни її тиску.
Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого технічного рішення є електростатичний акустичний перетворювач, що містить шар діелектрика, розташовані на жорсткому підставі нерухомий електрод і рухомий електрод, виконаний з двох плівок і стисканого матеріалу, розміщеного між ними, причому зовнішня плівка укріплена по периметру корпусу основа та стикається з внутрішньою плівкою (авт. св. СРСР N 479269, кл. H 04 R 19/00, оп. 30.07.75).
Недоліком відомого перетворювача є відшарування захисної плівки від стисканого матеріалу та робочої металізованої плівки під дією пари розігрітого агресивного середовища, що викликає руйнування робочої металізованої плівки та порушення працездатності перетворювача. Крім того, зі збільшенням температури робочого середовища або зменшення тиску робочого середовища в перетворювачі створюється надлишковий тиск, що призводить до здуття робочої плівки, при цьому збільшується робочий зазор між рухомим і нерухомим електродами, що також призводить до порушення працездатності перетворювача.
Завдання, покладене в основу пропонованого технічного рішення, полягає у створенні електростатичного акустичного перетворювача, здатного працювати в закритих ємностях з агресивним середовищем при широкому діапазоні зміни її температури та тиску.
Поставлене завдання вирішується так.
Електростатичний акустичний перетворювач, що містить основу, на якій розташованийнерухомий електрод, і натягнутий на основу рухомий електрод, виконаний щонайменше з однієї внутрішньої металізованої плівки і зовнішньої захисної плівки, закріплених по периметрах, згідно з пропонованим технічним рішенням, додатково містить штуцер з капіляром, встановлений на підставі і з'єднаний проточкою з концентричними кільцями електрода, а плівки рухомого електрода з'єднані між собою склеюванням за допомогою рідкого хімічно нейтрального полімеру.
Завдяки виконанню рухомого електрода плівок, склеєних між собою рідким хімічно нейтральним полімером, виключається розшарування плівок, що забезпечує надійну роботу перетворювача. Установка в основі штуцера з капіляром, з'єднаного проточкою з концентричними кільцевими канавками нерухомого електрода забезпечує вирівнювання внутрішнього та зовнішнього тиску перетворювача при зміні тиску середовища, що також забезпечує надійну роботу перетворювача в широкому діапазоні.
Наявність відмінних від прототипу суттєвих ознак дозволяє визнати пропоноване технічне рішення новим.
Сутність запропонованого технічного рішення для фахівців не випливає явно з рівня техніки, що дозволяє зробити висновок про його відповідність критерію "винахідницький рівень".
Можливість використання винаходу в промисловості дозволяє зробити висновок про його відповідність критерію "промислова застосовність".
На кресленні зображено конструкцію пропонованого перетворювача.
На ізоляційній підставі 1 закріплений нерухомий металевий електрод 2 з кільцевими концентричними канавками 3 на його сферичній поверхні, на яку натягнутий рухомий плівковий електрод, що складається зметалізованих лавсанових плівок 4 і 5, звернених один до одного металізованими шарами, та зовнішньої фторопластової плівки 6, яка є хімічно стійким захистом. Плівка 4 приклеєна до основи 1 по його периметру поверх нерухомого електрода 2 при заданому натягу, а до неї за допомогою рідкого полімеру приклеюють плівки 5 і 6. Бульбашки повітря між плівками повинні бути повністю видалені. Контакт з рухомим електродом здійснюється за допомогою металевого кільця 7. Підстава 1 з нерухомим електродом 2, натягнутим рухомим електродом, що складається зі склеєних між собою плівок 4, 5, 6, і контактним кільцем 7 вставлені у фторопластовую бленду 8 і за допомогою пружинного екрану 9 до неї утворюючи хімічно стійку герметичну конструкцію перетворювача. Концентричні канавки 3 електрода 2 з'єднані між собою і зі штуцером 10, встановленим у підставі 1, прямокутною проточкою 11. На штуцер 10 одягнений капіляр 12 у вигляді трубки з нейтрального хімічно матеріалу. Внутрішній діаметр капіляра підбирають таким чином, щоб у ньому не відбувалася конвекція парів агресивного середовища, а його довжину, що визначає внутрішній об'єм, підбирають такої величини, щоб у всьому діапазоні відхилення тиску пари агресивного середовища не досягали робочої порожнини перетворювача.
Перетворювач працює наступним чином.
До нерухомого електрода 2 і рухомого електрода, що складається з плівок 4, 5, 6, підводять постійну поляризуючу напругу. У режимі випромінювання акустичних коливань на нерухомий електрод 2 і рухомий електрод 4, 5, 6 подають крім постійної напруги, що поляризує, змінну напругу з генератора (не показаний). У режимі прийому акустичних коливань з рухомого електрода 4, 5, 6 та нерухомого електрода 2 знімають змінненапруга, що виникає внаслідок коливань рухомого електрода.
Електростатичний акустичний перетворювач, що містить основу, на якій розташований нерухомий електрод, і натягнутий на основу рухомий електрод, виконаний щонайменше з однієї внутрішньої металізованої плівки і зовнішньої захисної плівки, закріплених по периметрах, відрізняється тим, що додатково містить штуцер з капіляром, встановлений в основі і з'єднаний проточкою з концентричними кільцевими канавками нерухомого електрода, а плівки рухомого електрода з'єднані між собою склеюванням за допомогою рідкого нейтрального хімічно полімеру.