Магнитострикционный преобразователь

 

МАГНЙТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТ:;:ЛЬ , содержащий возбуждающий звукопровод, длина которого кратна .расстоянию, проходимому ультразвуковым импульсом за половину периода повторения возбуждающих импульсов тока, на котором помешена входная обмотка, соединенная с формирователем возбуждающих импульсов, возбуждаемый з вукопровод, управляющую обмотку , соединенную с формирователем управляющих импульсов тока, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности преобразования , возбуждаемый звукопровод выполнен разветвленным, ветви которого, повторяющие форму возбуждающего звукопровода на участке магнитоупругого перехода, своими плоскостями совмещены с соответствующими плоскостями возбуждающего звукопровода, при этом управляющая обмотка охватывает меЩенные части звукопроводов. (Л

(19) (И) СОКИ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.

MSO H 04 R 15 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИЙ ( ж

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ"::

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 35109 73/18-10 (22)05.11.82 (46)23.02.84. Бюл. 9 7 (72)В.Б. Есиков, С.В. Петровых и В.И. Хмелевский (71)Ленинградский институт авиационного приборостроения (53)534.232(088.8) (56)1. Авторское свндетельство СССР

М 839071, кл. Н 04 R 15/00, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 492050, кл. H 04 R 15/00, 1975, (прототип). (54)(57) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБ-

РАЗОВАТ:.ЛЬ, содержащий возбуждающий звукопровод, длина которого кратна .расстоянию, проходимому.ультразвуковым импульсом за половину периода повторения возбуждающих импульсов тока, на котором помещена входная обмотка, соединенная с формирователем возбуждающих импульсов, возбуждаемый звукопровод, управляющую обмотку, соединенную с формирователем управляющих импульсов тока, о т л ич а ю щ н и с я тем, что, с целью повышения эффективности преобразования, возбуждаемый звукопровод выполнен разветвленным, ветви которого, повторяющие форму возбуждающего эвукопровода на участке магнитоупругого перехода, своими плоскостями совмещены с соответствующими плоскостями возбуждающего эвукопровода, при этом управляющая обмотка охватывает сов- щ

С2 мещенные части звукопроводов.

1Ñ 75449

Изобретение относится к ультра- вторяющие форму возбуждающего, звукозвуковой технике и может быть ис- провода на участке магнитоупругого пользовано при разработке и исследо- перехода, своими плоскостями совмевании различных ферроакустических Жены с соответствующими плоскостями устройств обработки информации, рабо- возбуждающего звукопровода, при этом тающих в импульсном режиме, в част5 управляющая обмотка охватывает совмености для исследования магнитоупру- щенные части звукопроводав. гих и магнитострикционных свойств На чертеже представлена схема звукопроводов. магнитострикционного преобразователя.

Известен магнитострикционный пре- Магнитострикционный преобразоваобразователь, в котором возбуждающий 10 тель содержит возбуждаемый звукопрозвукопровод выполнен в виде замкну- вод 1i Управлякщую обмотку 2, воэбужтого стержневого магнитопровода, ох- дакж1ий звукопровод 3, формирователь ваченного обмоткой возбуждения, под- 4 возбуждающих импульсов тока, входключенной к источнику электрических ную обмотку 5, формирователь 6 упсигналов. Профиль звукопровода в та- 15 Равляющих импульсов тока, участок ком преобразователе выполнен в виде магнитоупругого перехода ультраэвуэллипса, усеченного в одном иэ фоку- ковой энеРгии на возбуждающем 7 и на сов j1) . возбуждаемом 7б звукопроводах соотОднако в преобразователе отсут- ветственно, участок возбуждающего ствует возможность управления пара- 2р эвукопровода 7в, в котором не происметрами ультразвуковых колебаний ходит магнитоупругий переход энергии (формой, периодом следования импуль- ультразвукового импульса, блок 8 упсов) равления и акустические демпферы 9

Наиболее близким к изобретению по В магнитострикционном ïðåîáðàýoтехнической сущности является маг- 75 вателе возбуждаемый звукопровод 1 нитострикционный преобразователь, плоскостями своих ветвей совмещен содержащий возбуждающий замкнутый с соответствующими плоскостями воззвукопровод, длина которого кратна буждакицего звукопровода 3. Форма ветрасстоянию, проходимому ультразву- вей возбуждаемого звукопровода паковым импульсом за половину периода 3р вторяет ФоРмУ возбуждающего эвукоповторения возбуждающих импульсов то-. провода на участке 7а магннтоупрука, на котором помещена обмотка, со- гого перехода ультразвуковой энергии единенная с формирозателем возбуж- Входная обмотка 5 соединена с выдающих импульсов, возбуждаемый зву- хо@ом формирователя 4 возбуждающих копровод и управляющую обмотку, сое- импульсов тока и охватывает участок диненную с формирователем управляющих возбуждающего звукопровода 3. Управимпульсов тока f2) . ляющая обмотка 2 соединена с выходом

Недостаток рассматриваемой кон- формирователя б управляющих импульструкции магнитострикционного преоб . сов тока и охватывает участки 7а разователя заключается в сравнитель- и 7б магнитоупругого перехода ультрано низкой эффективности преобразова 4О звуковой энергии на возбуждающем ния (большие потери в короткозамкну- и возбуждаемом звукопроводах и участых витках), а также в необходимости ток 7в возбуждающего звукопровода не обеспечения большой длины участков связанный магнитоупругим переходом перехода магнитоакустической энергии с возбуждаемым звукопроводом 1. Разна возбуждающем и возбуждаемом звуко-45 ветвленные концы возбуждаемого звукопроводах. Вследствие этого такой пре- провода 1 сопряжены с акустическим обраэователь имеет довольно большие демпфером 9. габариты. Входы формирователей 4 и б соедиЦелью изобретения является повы- иены с выходами блока 8 управления, шение эффективности преобразования. 5Q управляющего режимами работы формироПоставленная цель достигается тем, вателей 4 и б. что в магнитострикционном преобразо- Магнитострикционный преобразовавателе, содержащем возбуждающий зам- тель работает следующим образом. кнутый звукопровод, длина которого С соответств ющ соответствующего выхода блока 8 кратна расстоянию, проходимому уль- 55 управления на вход формирователя б тразвуковым импульсом за половину управлякщих импульсов тока подается периода повторения возбуждающих HM- управляющий импульс. С выхода формипульсов тока, на котором помещена рователя б в управлякщую обмотку 2 входная обмотка, соединенная с фор- подается импульс тока с амплитудой, иирователем врэбуждающих импульсов бо при которой под обмоткой 2 формирувозбуждаемый звукопровод, управляю- .ется магнитное поле, намагничивающую обмотку, соединеннУю с формиро- gee участки 7а, 7б и 7в звукопровователем управляющих импульсов тока дов 1 и 3 до насыщения. После этого возбуждаемый звукопровод выполнен на вход 2 формирователя 4 возбуждаразветвленным, ветки которого, по- 65 ющих импульсов тока подается импульс

1075449 ром магнитное поле в управляющей обмотке 2 достигнет оптимального значения, обеспечивающего наиболее полный переход энергии ультразвуковых импульсов иэ возбуждающего звукопровода 3 в возбуждаемый эвукопровод 1 .

Если максимальная магнитоупругая чувствительность в материале звукопровода 1 и 3 обеспечивается в состоянии остаточной намагниченности, то

0 величина тока в управляющей обмотке

2 снижается на время перехода до ну- ля. Ультразвуковые импульсы в ветвях

7б звукопровода 1 на .участках магнитоупругого перехода формируются благодаря магнитному полю рассеяния, вызванному ультразвуковым импульсом в возбуждающем эвукопроводе. Это магнитное поле перемещается с той же скоростью, что и ультразвуковой импульс, и действует на возбуждаемый звукопровод. В результате на выходе возбуждаемого звукопровода 1 одновременно появляются и .складываются два одинаковых ультразвуковых импульса, сформированаиеся в его ветвях. Геометрия звукопроводов выбирается так, что дисперсия ультразвуковых импульсов практически отсутствует.

Таким образом, выбранная форма возбуждаемого эвукопровода и соединение его с возбуждающим эвукопроводом позволило увеличить длину участков магнитоупругого перехода ультразвуковой энергии, что привело к повышени эффективности преобразования.

Предлагаемый магннтострикционный преобразователь может обеспечить режим возбуждения микросекундных импульсов ультразвука с большим периодом следования (однополярных, двухлолярных симметричных H несимметричных), кодовую последовательность и пачку ультразвуковых импульсов с регулируемым периодом следования. с другого выхода блока 8 управления.

Во входную обмотку 5 с выхода формирователя 4 возбуждающих импульсов тока подается первый импульс тока, магнитное поле которого возбужда- . ет за счет магнитострикционного 5 эффекта под входной обмоткой 5 в возбуждакщем звукопроводе 3 прямой и обратный ультразвуковые импульсы, распространякщиеся в разные стороны по ветвям 7а. Длительность импульса 1 тока на выходе формирователя 4 зависит от режима работы магнитострикционного преобраэателя. Так, если магнитострикционный преобразователь должен генерировать однополярные 15 ультразвуковые импульсы, длительность импульсов тока на выходе формировател 4()выбирается из услоB1%R 0qyq = . Яур /Чр, ".Qe С yg>- длина средней линии звукопровода 3 а Iï"pP 20 скорость распространения продольной волны в магнитострикционном эвуко. проводе. Период следования импульсов тока возбуждения (Т): выбирается иэ условия Т =5 /Мдр. Гэлуволны, которые не используются после перехода ультразвуковых импульсов из звукопровода 3 в звукопровод 1, распространякщиеся в направлении концов .ветвей, поглощаются акустическим демпфером 9.

Число импульсов тока на выходе формирователя 4 возбуждающих импуль". сов тока определяется требуемой величиной амплитуды ультразвукового импульса на выходе преобразователя.

Каждый очередной импульс тока увеличивает амплитуды циркулирующих в воэбуждакщем звукопроводе ультразвуковых импульсов. После того, как амплитуды прямого и обратного ультра-40 звуковых импульсов в возбуждающем звукопровсде достигнут требуемой величины, величина тока на выходе формирователя б управляющих импульсов тока снижается до уровня, при кото- 45

1075449

Составитель H. Дмитриев

Техред М. Гергель Корректор Г,Решетник

Редактор О. Бугир

Тираж б35 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 520/52

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4