Ультразвуковое устройство Советский патент 1983 года по МПК H04R15/00 

33 Z S 6

Изобретение относится к упьтразвуковой технике и может найти примнение в различных отраслях народного хозяйства, -использующих технологческие процессы с применением ультразвука.

Известно ультразвуковое устройство, содержащее ультразвуковой генератор, Электрсмеханичеении преобразователь с волноводом, фазосдвигающуго цепь и датчик обратной свяЗИ;: установленный вблизи торца рабочего инструмента и подключенный через фазосдвигающуго цепь к генерато™

pyli.

Недостатком этой установки является ограниченность применения, связанная с необходимостью наличия датчика вблизи торца рабочего инстрмента, что не всегда возможно, напр - мер, при работе с короткими волнододами, при работе с деталш-та сложной конфигурации и т.д.

Известна ультразвуковая установка , содержащая ультразвуковой генератор , магнитострикционный преобразователь и датчик обратной связи трансформатор тока), подключенный в цепь обратной связи генератора t2

Недостатками этой установки являи ся Низкие коэффициент ПОЛЯРНОГО дейсвия и качество обработки за счет ,Неточности настройки генератора на . часзтоту механического резонанса преобразователя, так как в данном случае сигнал обратной связи имеет частоту электрического резонанса, которая отличается от частоты механического резонанса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ультразвуковое устройство, содержа шее многос7ержневой многострикционный преобразователь с расНределен ными по стержн,м секциями обмотки возбуждения, подключенной к генера-° тору, и с обмоткой обратной связи,, подключенной к блоку управления, соединенному с генератором З.

Однако это устройство имеет недостаточный коэффициент полезного действия, обусловленный неточностью подстройки генератора из-за неполного соответствия параметров сигнала обратной связи параметрами механичеких колебаний преобразователя.

Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия устройства. .

Поставленная цель достигается тем, чтс Б ультразвуковой установке содержащей многостержневой магнитострикционный преобразователь с распределенными по стержням секциями обмотки возбуждения, подключенной к .генератору, и с обмоткой обратной связи, псэдключенной к блоку управления, соединенному с генератором,

обмотка обратной связи расположена секционно под витками секций обмотки возбуждения.

На чертеже представлена схема установки.

Ультразвуковое устройство содержит генератор 1 и многостержневой магнитострикционный преобразователь 2 с обмоткой 3 обратной связи, подключенной через блок 4 управления к генератору 1.

Обмотка 3 обратной связи выполнена в виде отдельных включенных согласно секций 5, расположенных на стержнях б преобразователя 2 под секциями обмотки 7 возбуждения и объединенных в две группы 8 и 9, имеющие одинаковое количество витко причем секции 5 одной группы расположены на четных стержнях 6 преобразователя 2, а секции другой группы расположены на нечетных стержнях 6 преобразователя 2. Одна из секций 5 состоит из двух частей 10, расположенных на крайних стержнях 6 преобразователя 2.

Устройство работает еледующим образом.

При включении генератора 1 электрический сигнал ультразвуковой частоты поступает на преобразователь 2 В преобразователе 2 возбуждаются механические колебания, причем пучность механических напряжений имеется в центральной области стержней б преобразователя 2.

В каж;той из секций 5 обмотки 3 обратной связи наводится электродвижущая сила ЭДС, обусловленная обратным магнитострикционным эффектом . Она имеет один и тот же знак, и поэтому на обмотке 3 появляется ЭДС, численно равная сумме отдельных ЭДС от каждой секции 5.

В каждой из секций обмотки 3 обратной связи наводится ЭДС и от магнитного потока, проходягаего через стержни б.

Однако ввиду того, что направление магнитных потоков в четных и нечетных стержнях противоположно, суммарная ЭДС на обмотке 3, наведенная от магнитных потоков, равна 0.

Поскольку секции 5 обмотки 3 обратной связи расположенн под обмоткой 7 возбуждения, то она не оказывает экранирующего воздействия на полезный сигнал от механических колебаний. Так как секции 5 расположены непосредственно на стержнях и охватывают их со всех четырех сторон, полезный сигнал является большим по величине.

Возможность изменения числа витков на каждой секции, независимо от другой позволяет точнее скомпенсировать электрическую составляющую, Т.е. сделать ее наименьшей. Число секций в группе может быть различно и определяется требованиями к величине сигнала обратной связи. Число секций в группах 8 и 9 должно быть одинаковым для компенсации электрических ЭДС, Увеличение полезного сигнала, обусловленного механическимиколебаниями преобразователя, и компенсация электрической состгшляюцей в этом сигнале повышают точность автом тического регулирования в устройстве. Блок 4 управления может вьтолнять функции, например, блока автоматической подстройки частоты генера тора 1, поскольку резонансная частота преобразователя 2 изменяется в ходе технологического процесс; очистки, сварки и т.д.) под воздействием изменения температурных условий, влиянием акустической нагрузки и т.п. Повышение точности автсжатической подстройки частоты позволит повы сить коэффициент полезного действия устройства путем более эффективного преобразования энергии на частоте, близкой к механическсжу резонансу. Если одну из секций 5 обмотки 3 обратной связи выполнить из частей и расположить на крайних стержнях преобразователя, то улучшится условие размещения обмоток и уменьшится помеха от поля рассеивания обмоток возбуждения преобразователя. Секция 5, расположенная на крайних стержнях, выполняется из двух частей, число витков в каждой из которых в два раза меньше, чем в секциях, расположенных на внутренних стержнях, так как магнитный поток в крайнем стержне меньше, чем во внутренних, в два раза. Использование предлагаемой установки по сравнению с известными обеспечит повышение коэффициента полезного действия устройства путем Iповшчения точности автоматического регулирования, что позволяет повысить качество технологических процессов.

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее многостержневой магнитострикционный преобразователь,с раепределе нними по стержням секциями обмотки возбужления/ подключенной к генератору, и с оа« откой обратной связи, подключенной к блоку управления, соединенному с генераторсял, отличающееся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия, обмотка обратной связи расположена секционно под й1 тками секций обмотки возбуждения.