Ультразвуковая установка

 

ip».

О П " -"М -"- - И-И Е (11) 518238

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-sy(22) Заявлено 05.06.73 (21) 1927169/10 (51) М. КлР

В 06 В 1/02 с присоединением заявки №Гавударетавннвй квинтет

Свавта Инннвтрав СССР ав двлаи нзвбрвтвннй н вткритнй (23) Приоритет(43) Опубликоваио25.06.76.Бюллетень 3&23 (4б) Дата опубликования описания 15.07.76 (53) УДК j532.232 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

О. К. Келлер, Г. С. Кратыш и Ю. А. Панов (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть испольэовало в технологических процессах с применением ультразвука»

Известны ультразвуковые установки, схь.держашие генератор, колебательную систему ,и датчик, сигнал с которого снимается для автоматической подстройки частоты генера взора на изменяющуюся в зависимости от характера нагрузки резонансную частоту коле- )y. бательной системы. B таких установках йрименяются датчики разных типои механические, электрические и алектромеханические.

Наиболее близким по;технйческому решению к предлагаемой установке является уст- 1а ройство для автоматической подстройки частоты генератора ультразвукового станка, снабженное датчиком, взаимодействующим с концентратором» В этом устройстве на узком конце концентратора выполнена лыска йЕ под углом 5. - 10 к его оси, и рабочая поверхность емкостного или магнитоэлектрическаго датчика, установленного на непод

» ° ижном кронштейне, параллельна плоскости ски, М

В известном устройстве под воздействиl ем внешней нагрузки может происходить изменение резонансной частоты колебательной

;,системы, в результате чего изменяется ам,плитуда и фаза сигнала, подаваемого на ге» нератор с датчика. Изменение резонансной частоты вызывает смешение угловой пло кости концентратора, и фланец с закреплен» ным на нем датчиком будет совершать ко1лебательное изменение амплитуды сигнала нватчика.

Цель изобретения - повышение точности

1 ,автоматической настройки частоты генератора.

Для этого в предлагаемойф тайовке катушка датчика, установленного вблизи рабо чего -конца волновода, подключена через фа» зосдвигаюшую цепь к генератору, охватывает боковую поверхность волновода и эа» ,«реплена неподвижно иа высоте не более

;0,01 - 0,015 Хб, где А4- длина цродоль.ной волны в материале волновода, а угол сдвига фазы выбран из условия

АМ=Rrn- -Т-Г 3

+ Ot где 8. — расстояние от рабочего торца волновода до,:ередины катушки датчика, Л= 0, 1, 2, 3,..., ° ъ

Кроме то. о, в предлагаемом устройстве волыовод выполнен с наружным слоем иэ магнитного мат риала.

На чертеже изобрах ена блок-схема предлагаемого устройства.

Установка содержит источник постоянного тока 1 с заградительным дросселем 2

ы разделительной емкостью Э, датчик обратной связи 4, колебательную систему, состоящую иэ волыоводь 5 и электромехвиическо го преобразователя 6, фазосдвигакнцую цепь

7 и генератор 8»

Датчик электродинамического типа уста; нам.ивают вблизи рабочего торца волновода неподвижно относительно колебательной системы, причем катушка датчика полностью охватывает боковую поверхность конца волнов аа. При выполнении волновода нэ немвгнитного материала;часть его наружной поверхности, заключенную внутри катушки, покрывают слоем магнитного материала. Между боковой поверхностью концентратора и внутрен. нм «оытуром катушки датчика существует воздушный зазор. С датчика 4 снимается напряжение обратной связи, уопорциоыальное скоросты и амплитуде смеще ния на данном участке волновода 5, и через фазосдвигвющую цепь 7, учиты-.аюш„-ю величину фазового угла, определяемого удалекием данного участка от рабочего торца, подается на генератор 8.

Йля увеличении напряжения обратной связи по катушке пропускают постояыыый тох через заградительный дроссель 2 от источни в 1 или используют постоянный магнит.

С этой же обмотки (или со второй, ыамочан ной.вместе с первой) через разделительную емкос.гь 3 снимветгя сигнал переменного тока с частотой, соответствующей частоте колебаний механической системы, пропорциональной амплитуде колебаний участка волновода 5, охватываемого датчиком 4, Вели чиыв этого сигнала зависит от величины постоянного поля и соотношения поперечных размеров волыовода и обмотки.

При пода е напряжения определеш ой час тоты с генератора 8 нв преобразователь 6 госледыий 1 ээбуждается и сообшает колебательную энергию волноводу 5, При пропусквнии по катушке датчика 4 постоянного тока и при колеблющемся волыоводе 5 в катушке возникает э.р.с. с чав тогой, равной частоте механических холеба ний системь.. Величина этой э.д.с. зависит от величины постоянного тока через катушку датчика 4 и амплитуды см"щения añ7» ка волыовода 5, охватываемого датчиком.

Вместо источника постоянного тока ря дом с квтушк,>й датчика может быть. уста8238, 4 новлен постоянный магнит необходимой форМЫ»

Для выполненыя условий самовозбуждения фаза напряжения датчика 4, подаваемого. на; вход генератора 8, должна совпадать с фазой выходного напряжения генератора. Поэтому для компенсации фазовой ошибки, возникающей вследствие некоторого удалеыия катушки ог рабочего торца, напряжение с датчика пода ется на вход генератора 8 через фазосдвчгающую цепь, сдвиг фаэ которой зависит от копструхтивного распс.юження датчика и on- редбляется KaK

ILL = KSn .+ acre

Лb

l5 где 8 - расстояыие между серединой катушки датчика и рабочим торцом волновода;

Аб — длина продольной волны в волноводе;

W=-0, 1,2,3 ..

Прн работе колебательной системы под нагрузкой происзздит изменение ее резоыан спой час.готы, в результ те этого амплитуда и фаза напряжения обратной связи на вход де генератора изменяются, что вызывает изменение рабочей частоты генератора.

Так ках направление продольных колебаний волновода церпеы,цикулярно к плоскости катушки датчика, в последней возникает

Эй э.д.с., обусловленная только продольными колебаниями конца волновода и величина ее не зависит oz величины поперечных колебаний» Так как катушка датчика охватывает боковую поверхность конца волновода, вели

® чина э.д.с., наводимой в катушке, не завы . сит от эксцентрисистемы установки центральной оси датчика относительно оси волново» да»

Формула изобретения

4б, 1. Ультразву .овая установка, содержа, щаю генератор ультразвуковой частоты,, электромеханический преобразователь с волноводом, фазосдвигающую цепь и электромеханический датчик обратной связи, О т

Ю личаюшаяся тем,что,спелью повышения гочности автоматической настройки частоты генератора, катушка датчика, установленного вблизи рабочего конца волновода, подключена через фазосдвигающую

65 цепь к генератору, о.-затыввет боковую поверхность волыовода и закреплена неподвижно ыа высоте не более 0,01 - 0 015 А4, гдеА4 - длина продольной волны в материале волновода, а угол сдвига фазы выбран аа

Ю условия iъ Р = 2. я-е 4

5 j518238

6 где 6 — расстояние от рабочего торпа вол- 2. Установка о и. 1, о т л и ч а ю иовода до середины катушки датчика, fl О, щ а я с я тем, что волновод выполнен с

1.,2,3..... наружным слоем из магнитного материала.

Составитель Н. Фомичев

Редактор Т Иванова Техред,"А. Демьянова Корректор, Мельни; цу

Заказ 2134/246 Тираж 690 - Подписное

UHHHFIH Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4