Соломичева С.В., Тарасюк В.П. «Моделирование звукового поля пьезопреобразователя ультразвукового измерителя уровня жидкости в барабане котла» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 4, с. 35-43 (2014)

При анализе типов и характеристик ультразвуковых преобразователей, с учетом рабочей температуры и других особенностей барабана котла, был выбран цилиндрический раздельно-совмещенный пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП) из термоустойчивого пьезоматериала – ниобата лития (допустимая температура эксплуатации 1160° С). Предложена модель акустического поля излучателя в ближней и дальней зонах вдоль оси излучения а также ее расхождения, что дает возможность оценить значения давления, интенсивности и смещения частиц звукового поля в любой точке излучения. Исследованы характеристика и диаграмма направленности излучателя, на основании ее определен угол расхождения пучка град, относительно которого интенсивность излучения составит 98% от максимального значения. Предложена модель функции относительного звукового давления исходя из углового пространственного распределения и интенсивности излучения, на основании этого получен коэффициент преобразования для излучателя и приемника. Получены значения максимального (по акустической оси) и минимального (при интенсивности 98%) напряжений на выходе приемника ПЭП, которые для воды составляет 0,1 мВ, для пара 0,2 мВ. Полученные уровни напряжений позволяют классифицировать уровни полученных сигналов в зависимости от среды отражения и, следовательно, определить уровень жидкости в барабане котла в одной точке излучения при сканировании пьезоэлектрическим преобразователем.