Магнитострикционный преобразователь с распределенными обмотками

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (11) 534889 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено28.03.75 (21) 2117606/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опублнковано05.11.76.Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 02.02.77 (51) M. Кл.

Н04 815/00

В06 В 1/08

Тосудврстеенный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534.143 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

В. Б. Есиков и С. В. Петровых

Ленинградский институт авиационного приборостроения (71) Заявитель (54) MAI HNTOCTPHKUNOHHbIA ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ОБМОТКАМИ

Изобретение относится к ультразвуковой технике, в частности к устройствам возбуж» дения ультразвуковых колебаний, и может найти применение в ферроакустических нако» пителях информации. 5

Известен магнитострикционный преобразователь с распределенными обмотками f2) в котором для получения широкой полосы пропускания линии задержки и увеличения амплитуды ультразвуковых колебаний обмот- ip ки возбуждения соединены с соответствующими выводами многоотводной линии задержки. Принцип работы такого преобразователя основан на многократном подвозбуждении ультразвукового импульса в звукопроводе. 15

Однако необходимо большое количество отводов и, соответственно, большое количество обмоток возбуждения для создания мощных ультразвуковых колебаний. Кроме того чтобы снять с отводов линии задержки им- gp пульсы тока большой мощности, необходимо увеличивать габариты задающего генератора и самой линии задержки.

Известен преобразователь, в котором возбуждающие обмотки соединены с соотвео-25 ствующими выходами формирователей тока, входы которых в свою очередь соединены с соответствующими отводами линии задержки, выполненной на L С -элементах. Однако для получения ультразвукового импульса большой амплитуды необходимо использоват!ь большое количество обмоток возбуждения, которые создают большую длину зоны возбуждения, требуют большое число формирователей импульсов тока, в связи с чем уве личиваются габариты всего устройства в целом. Для ферроакустических накопителей информации, используемых в летательных аппаратах, вопрос минимизации габаритов очень важен.

Цель изобретения — уменьшение габаритов магнитострикционного преобразователя с распределенными обмотками, Это достига ется тем, что преобразователь снабжен от ражающими нагрузками, которые размещены на возбуждаемом звукопроводе и многоотводной линии задержки, причем отношение расстояний между отражающими нагруэкамН и соответствующими обмотками возбуждении и отводами линии задержки пропорционально

534889 скорости распространения колебаний в звукопроводе и в линии задержки, а задающий генератор подключен между отводами линии задержки и поглощающей нагрузкой. Отражающие нагрузки подобраны таким образом, что отражение ультразвукового импульса происходит в фазе.

На фиг. 1 изображен схематически пре образователь; на фиг. 2 — эпюры импульса тока в обмотке возбуждения; на фиг. 3 — 19 итоговая картина сформированных ультразвуковых импульсов, распространяющихся в одном направлении.

Преобразователь содержит возбуждаемый звукопровод 1, демпферы 2 и 3, обмотки воз- !5 буждения на возбуждаемом звукопроводе 4,;

4 источник питания 5, формирователи импульсов тока 6 -6 > задающий генера4 тор 7, отражаюшие нагрузки 8 и 9, возбуждающий звукопровод 10, обмотку возбуждения 11 на возбуждающем звукопроводе, выходные обмотки 12 — 12 q . На фиг, 2 и 3 показан импульс тока 13 в обмотке возбуждения 11, прямого и обратного ультразвуковых импульсов 14 и 15 (стрелками показано направление распространения), импульсов тока 16„— 16 > отраженного ультразвукового импульса 7, мощного ультразвукового импульса 18 (6 ) обратных ультразвуковых импульсов 19 — 19 .

Преобразователь работает следующим образом, С задающего генератора 7 импульс тока 13 поступает в обмотку возбуждения 11 и создает в зоне звукопровода 10 возбуждающее магнитное поле. 3а счет магнитострикционного эффекта в зоне возбуждения возникают прямой и обратный ультразвуковые импульсы 14 и 15, которые распространяются в звукопроводе 10 в противоположные

40 стороны. Обратный ультразвуковой импульс 15 тут же поглощается демпфером 3, а прямой ультразвуковой импульс по мере распространения по звукопроводу 10 за счет обратного

45 магнитострикционного эффекта последовательно наводит в выходных обмотках 1 2 -1 2 < э.д.с.,возникающие при этом импульсы напряжения последовательно запускают формирователи импульсов тока 6 — 6 4, с выхобО дов которых в соответствующие обмотки возбуждения 4 — 4 подаются мощные импуль4 сы тока возбуждения 16 — 164 .3а счет магнитострикционного эффекта последователь но под обмотками возбуждения 4 — 4 воз- 5 никают прямые и обратные ультразвуковые импульсы. Причем прямые импульсы, распространяясь к отражающей нагрузке 8, последовательно суперпозиционно складываются, а обратные ультразвуковые импульсы 19-f9 60

4 (фиг. 3) распространяются по звукопроводу

1 к демпферу 2, Сложенный ультразвуковой импульс из-под обмотки 4,„отражается в фазе от отражающей нагрузки 8 одновременно с импульсом 14, который распространяется по звукопроводу 10 и отражается в фазе от нагрузки 9. Звукопроводы 1 и 10 выполнены из одного материала, поэтому ультразвуковые импульсы распространяются с одинаковой скоростью.

Отраженный от нагрузки 9 импульс 17, распространяясь по звукопроводу 10 к демпферу 3 опять последовательно, но уже в об ратном порядке, запускает формирователи импульсов тока 6 — 6 ° При этом соответственно под обмотками 4 — 4 опять последовательно возникают прямые и обратнь|е ультразвуковые импульсы. Обратные ультразвуковые импульсы 19 — 19р, распространяясь к нагрузке 8, отражаются в фазе и распространяются далее к демпферу 2. Прямые же ультразвуковые импульсы последовательно складываются с отраженным от нагрузки 8 и ранее сформированным из четырех прямых ультразвуковых импульсов. Таким образом, на выходе преобразователя изпод обмотки 4 q выходит мощчый ультразвуковой импульс 18, окруженный ультразвуковыми импульсами 19 — 19/ амплитуда которых в восемь раз меньше, чем у импульса 18. Импульс 17 поглощается демпфером 3. ультразвуковые импульсы 18 и 191 — 19 пройдя рабочую зону звукопровода 1, поглощаются демпфером 2.

В ферроакустических накопителях информации для записи двоичной информации требуются значительные амплитуды ультразвуковых импульсов. Сигнал-помеха имеет квадратичную зависимость от мощности ультразвукового импульса, поэтому величина сигнал-помехи от паразитных ультразвуковых импульсов 19 — 19 будет в 16 раз меньше величины полезного сигнала от импульса 18, Кроме того, необратимое изменение индукции под действием ультразвукового импульса и импульса магнитного поля имеет определенный порог, который лежит существенно выше амплитуд импульсов 19 — 19, Поэтому наличие импульсов 19 — 19З практически не скажется на процесс записи информации в звукопроводе 1.

Предлагаемый преобразователь меньше до габаритам. При этом уменьшается количество обмоток возбуждения, сокращается число формирователей импульсов тока. В ка честве линии задержки можно использовать также другие линии задержки, например на

L С вЂ” звеньях. В этом случае количество

534889 введенных новых элементов, их размещение и назначение каждого не изменится.

Формула изобретения

Магнитострикционный преобразователь с распределенными обмотками, содержащий звукопровод, одним концом сопряженный с демпфером, обмотки возбуждения, расположенные на противоположном конце звуко- р провода и соединенные с соответствующими выходами формирователей импульсов тока, входы которых соединены с соответствующими отводами многоотводной линии задержки, согласованной с задающим генератором ф и поглошающей нагрузкой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения

Ф габаритов преобразователя, возбуждаемый звукопровод и многоотводная часть линии задержки снабжены отражающими нагрузками, при этом отношение расстояний от отражающих нагрузок до соответствующих об моток звукопровода и отводов линии задержки равно отношению скоростей распространения ультразвуковых колебаний в звукопроводе и в линии задержки, а задающий гене ратор подключен между отводами линии задержки и поглощающей нагрузкой.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе:

1. В.М. MaecLer, НеЕк РЬ.гСаьса с!сйсЕ, 1957 г., УЗО, !П, 734.

2, Авторское свидетельство СССР № 272363, Н 03 К 5/00, 12/70.

Ф

ММ

534889

Составитель В. Валуев

Редактор О. Филиппова Техред A. Демьянова Корректор Н. Бугакова

Заказ 5 503/2 52 Тираж 864 Подписное

UHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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