Устройство для возбуждения ультразвуковых колебаний

 

О П И С А Н И Е,ц,аэтаа,е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистииесюа

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву

У (51) М. Кл.

В 06 9 4./02 (22) Заявлено 28,06.76. (21) 2380075/18-1 с присоединением заявки №

Государственный квинтет

Совета Министров СССР ао делан иэооретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК 534,232 (088.8 Ý (43) Опубликовано 05,02,78, Бюллетень №5 (45) Дата опубликования описания 16.01.78 (72) Авторы изобретения

И. М. Гусев и В. А. Горшечников

Рыбински и авиационный технологический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ

КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может найти применение при разработке ультразвуковых технологических устройств.

Известны устройства для возбуж дения улыгразвуковых колебаний, которые позволяют синфазно возбуждать группу магнитострикционных преобразователей с постоянным подмагничиванием Pl(, Однако эти устройства не позволяют получать высокой мощности из-за возникающей развитой кавитации, препятствующей излучению.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, со держащее ультразвуковой генератор, подклю-!5 ченные к нему через управляемые блоками управления. переключатели переменного тока преобразователи, и синхронизатор, входом соединенный с генератором(21. Однако и это устройство не позволяет лолучигь излу- 20 чения высокой интенсивности.

11ель изобретения - повыщение интенсив ности улыразвуковых колебаний. Это достигается благодаря тому, что в устройство введены распределитель импульсов управле- 25 ния и управляемые переключатели постоянного тока подмагничивания, при этом вход распределителя импульсов управления сое« динен с выходом синхронизатора, а выходы подключены к блокам управления переключателями переменного тока, выходы которых подсоединены к входам соответствующих переключателей переменного тока и переключателей постоянного тока подмагничивания, подсоединенных к преобразователям, На фиг. 1 . дана блок-схема ycrpo sa1 на фиг. 2 - временные эпюры токов в различных точках схемы.

Устройство содержит улыгразвуковой генератор 1, к которому через управляемые переключатели переменного тока 2а - 2п, выполненные в виде двух всгречно включенных;гиристоров, подключены магнитострик ционные преобразователи За - Зп, синхронизатор 4, распределитель 5 импульсов управления, блоки16а — 6п для управления переключателями переменного тока и пере.Ключатели пос гоянного тока подмагничива ния 7а — 7п.

5g1234 троью.=за работает следующим образом.

Напряжение нлн ток генератора (фиг.2а) поступает на вход синхронизатора 4, который выполнен в энде счетчика с переменным коаффициен юм пересчета (для изменения длительности включения магннтострикционе ных преобразователей). Сннхронизатор содержит также формирователь импульсов выхода. Сформированные импульсы (фиг. 2б) с выхода синхронизатора 4 поступают на >Э вход распределителя 5, представляющего собой сдвигающий регистр. Импульсы (фиг, 2в,г,д) с выходов распределителя 5 через бчоки ба-бп (см, фиг. 1) поступают на управляющие электроды тиристоров-переклю- 15 чателей переменного тока 2а — 2п (смфиг.1), открывая их поочередно. Отключение тиристоров — переключателей переменного тока пpoHcxoäêò сразу после снятия напряжения с управляющих электродов при прохождении синусоидал ьного напряжения ультразвукового генератора через нуль, Эпюры токов на выходах переключателей 2а-2л показаны на фиг, 2е,ж,з, Блоки Са — 6п формируют также импульсы управления (фиг. 2и, к,л) переклю гателями 7s- 7л посгэянного тока лодмагничнвания. Здесь кроме импульса включения необходим также импульс выключения.

Токи на выходах преобразователей 7а-7п показаны на фнг. 2м, и, о, п и р — времен- ЗО ные диаграммы акус-.гического давления, Устройс-гво повышает интенсивность улы развуковых колебаний за счет коммутации постоянного тока цодмагничивания и несинфазного возбуждения отдельных преобразоваз теле й.

Преобразователи За — Зп (цри этом на каждый одновременно подаются и ток цодмагничивания и ток возбуждения) включаются

4О поочередно друг за другом, Лля создания ультразвукового поля, аффективно действующего в больших объемах жидкости при больших значениях средней суммарной мощности поля несколько преобразователей включают

45 последовательно, в режиме не совпадающих по фазе кратковременных включений, по времени недостаточных для образования развитой .кавитационной области, и более длительных выключений, по времени достаточных

50 для возвращения кавитационных полостей в исходное состояние зародышей, При этом суммарное время включения преобразователей доводят до полного времени работы системы.

Зля образования большого количества пульсирующих полостей необходимо определенное время, Поэтому путем установления коротких периодов включений можно добиться того.,чтобы количество пульсирующих пс лостей, образовавшихся за время включения оля, было невелико. С другой стороны, если длительность паузы мекду двумя включениями будет такой, чтобы образовавшиеся за период включения ульлразвукавых колебаний пульсируюшиэ полости во время паузы успели возвратиты:я в исходное состояние кавитационных зародышей, то накопление количества аульскруюших полостей в течение длительного времени работы колебательной системы не происходит. Например, gns технической воды при частоте 20 кГц описанные эффекты имеют место при включениях ультразвукового поля длительностью

1-2 мс н паузах длительностью 50 и боле ю мс»

Чтобы сохранить необходимое значение средней мошности излучения при работе преобразователей в режиме кратковременных включений, ультразвуковое поле создается рядом преобразователей, число которых равно скважности режима их включения., При этом, чтобы не происходило взаимного дополнения по времени ультразвуковых полей, создаваемых отдельными преобразователями, они возбуждаются так, чтобы соответствующие им зоны пучностей давления не совпадалии.

Формула изобретения

Устройство для возбуждения ультразвуковых колебаний, содержащее ультразвуковой генератор, подключенные к нему через управляемые блоками управления переключатели переменного тоха преобразователи и синхронизатор, входом соединенный с генератором, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения интенсивности ультразвуковых колебаний, в него введены распределитель импульсов управления и управляемые переключатели постоянного тока подмагничивания, при этом вход распределителя импульсов управления соединен с выходом синхронизатора, а выходы подключены к блокам управления переключателями переменного тока, выходы которых подсоединены к входам соответствуюших переключателей переменного тока и переключателей постоянного тока подмагничивания, подсоединенных к преобразователям, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Гершгал Д. А., Фридман Ь. М. Улы развуковая, технологическая аппаратура, М., Энергия, 1976, с. 100-108,.

2. Авторское свидетэлы:тво СССР № 337154, кл В 06 В 1/02, 1970.

591234

ПНИИПИ Заказ 485/7 Тираж 648 Подписное

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