Ультразвуковая технологическая установка Советский патент 1983 года по МПК B06B1/08 

Изобретение относится к у)9ьтразвуковой технике и предназначено для работы в ультразвуковых технологических установках в различных областях народного хозяйства.

Известна ультразвуковая установка, содержащая генератор с магнитострикционным преобразователем, имеющем две дополнительные измерительные с мотки, одна из которых помещена в пучность колебания, а вторая в узел колебания. Обмотки включены встречно и последовательно и подсоединены к входу усилителя генератора Ц.

Недостатком такой установки является низкий КПД и качество технологического процесса, связанные с невозможиостью применения автоматического регулирования амялнтуды механических колебаний .преобразования из-за непропорциональности изменений амплитуды сигнала, поступающего на вход усилителя и изменений амплитуды механических колебаний на конце рабочего иистру мента.

Наиболее близким техническим решени,ем к изобретению является ультразвуковая технологическая установка, включающая двухстержневой преобразователь с об-, НЮТКОЙ возбуждения из двух секций, симметрично размещенных на стержнях преобразователя, генератор, к выходу которого через одну нз двух встречновключенных первичных обмоток дифференциального трансформатора подключена обмотка возбуждения преобразователя, вторичная обмотка трансформатора подключена через блок управления к генератору 2.

Недостаток известного устройства состоит в низком КПД.

Целью изобретения является повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что В ультразвуковой технологической установке, -включающей двухстержневой магнитострикционный преобразователь с обмоткой возбуждения из двух секций, симметрично размещенных на стержнях преобразователя, генератор, к выходу которого через одну из двух встречновключенных первичных Обмоток дифференциального трансформатора подключена обмотка возбуждения преобразователя, вторичная обмотка трансформатора подключена блок управления к генератору, преобразователь снабжен дополнительной секционированной обмоткой, согласно включенной с основной обмоткой возбуждения, соединенной с выходом генератора через другую первичную обмотку дифференциального трансформатора, причем секции дополнительной обмотки размещены на концах, стержней.

На чертеже изображена схема установки.

Установка содержит генератор 1, к выходу которого через первичную обмотку 2 дифференциального трансформатора 3 подключена обмотка 4 возбуждения стержневого магнитострикционного преобразователя 5, а вторичная обмотка 6 трансформатора 3 подключена через блок 7 управления к генератору 1.

Преобразователь 5 снабжен дополнительной обмоткой 8 возбуждения, подклю ченной к выходу генератора 1 через вторую первичную обмотку 9 Дифференциального трансформатора 3, а обмотки 4 и 8 выполнены в виде отдельных согласно вклюг ченных секций, при этом секции 10 осно5 вной обмотки расположены на средней части стержней П, а секции 12 дополнительной - на концах стержней П.

Опыт показывает, что наилучшие результаты достигаются при соотношении длины основной обмотки IOCK И;

0 дополнительной 1дйп.,:удовлетворяют отношению . где Л - длина волны звука в стержнях на рабочей частоте.

Установка работает следующим обра- . зом.

5 При включении генератора J электрические колебания через обмотки 2 и 9 дифференциального трансформатора 3 поступают на обмотки 4 и 8 возбуждения преобразователя 5. Преобразователь 5 начинает совершать механические колебания,

0 которые излучаются в технологическую среду..

Механические колебания подводят к тех-: -нологической среде обычно с помощью различных волноводных систем (не показаны).

5 За счет обратного магнитострнкционного эффекта в обмотках 4 и 8 наводится ЭДС, . величина которой пропорциональна амплитуде механических колебаний преобразователя, а частота - частоте этих колебаний. Поскольку секции 10 обмотки 4 расположены в средней части стержней 11 преобразователя 5 наводящаяся в ней ЭДС от обратного магнитострикционного эффекта больше, чем в обмотке 8, секции которой расположены на концах стержней И, так как

5 распределение механических напряжений имеет косинусоидальный характер по длнне преобразователя. Обмотки 2 и 9 трансформатора 3 с обмотками 4 и 8 возбуждения преобразователя образуют мостовую схему. Мост сбалансирован, если при «затор0 моженном преобразователе, т.е. не соверг шающем механические колебания, магнитные потоки, вызванные электрическими токами через обмотку 2 и обмотку 9, взаимно компенсируют друг друга и на выходе мое-. ТОБОЙ схемы, на обмотке 6, сигнал отсутствует. Как только преобразователь 5 начииает совершать механические колебания ЭДС наведенные в обмотках возбуждения 4 и 8 от обратного магнитострикционного эффекта, вызовут соответствующие дополнительные токи через обмоткн 2 и 9. ; Разность между этими токами вызывает разбаланс мостовой схемы и на обмотке 6 появится сигнал, величина которого пропорциональная амплитуде механических колебаний преобразователя. Рядом с преобразователем 5 происходит распределение величин механических напряжений по длине стержней П. С помощью сигнала связи, выделенного на обмотке 6, через блок управления происходит эвтоматнческое регулирование генератором, например автоматическая подстройка частоты (АПЧ), автоматическая стабилизация амплитуды и т.п. Поскольку обе обмотки 4 и 8 находятся на стержнях преобразователя, т.е. имеют общий магнитный поток, то любые изменения индуК тивностн одной из них аналогичны измеиениям другой обмотки и параметры сигнала обратной связи на обмотке 6 пропорциональны параметрам механических колебаний преобразователя. Таким образом повышается точность автоматического регулирования, а значит качество технологического процесса и КПД установки. Использование предлагаемой установки повышает качество технологических про цессов путем повышения точности автоматического регулирования; КПД установки путем повышения точности автоматического регулирования, исключения потерь на отдельной катушке индуктивности и использования этой мощности для возбуждения преобразователя; надежность по сравнению с установкой с микрофонным датчиком; расширяет рабочее пространство у технологического инструмента, а также упро- щает конструкцию установки путем исключения катушки индуктивности.

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, включающая Двухстержиевой магиитострикциониый преобразователь с обмоткой возбуждения из двух секций, симметрично размешенных на стержнях преобразователя, генератор, к выходу которого через одну из двух встречновключенных первичных обмоток дифференциального трансформатора подключена обмотка возбуждения преобразователя, вторичная обмотка трансформатора подключеиа через блок управления к генератору, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, преобразователь снабжен дополнительной секционированной -обмоткой, согласно включенной с основной обмоткой возбуждения, соединенной с выходом генератора через другую первичную обмотку дифференциального трансформатора, причем секции дополнительной обмотки размешены на концах стержней.