Способ автоматической настройки ультразвуковых преобразователей Советский патент 1984 года по МПК G01N29/00 B06B1/06 

00

о

САЭ Изобретение относится к ультразвуковым установкам технологического назначения и может быть использо вано для улучшения показателей ультразвуковых установок, особенно в случае применения в качестве источника питания тиристорных инверторов . 1 Известен способ автоматической настройки ультразвуковых установок к частоте резонанса, заключаквдийся в измерении сигнала с акустического датчика, установленного на нерабочем торце преобразователя, и воздействии им через цепь обратной связи на вход задающего генератора усилителя мседнооти 1J. Недостатками этого способа являются низкая точность автоматического поддержания частоты, которая уменьшается с уходом резонансной частоты от своего первоначального значения, и узкий диапазон регулиро вания частоты, приводящий к возникновению нестабильных режимов работа-. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ автсниатической настройки ультразвуковах преобразователей, заключанацийся в том, что периодически плавно изменяют частоты возбулздения преобразователя в области его амплитудно частотной характеристики 2. Однако известный способ имеет низкую точность настройки в резонан системы генератора - ультразвуковой ярербразователь, поскольку в возбужденном сигнале при его частот ной модуляции не всегда присутстует резонансная частота системы. Целью изобретения является повышение точности настройки. Цель достигается тем, что соглас способу автоматической настройки ультразвуковых преобразователей, заключающемуся в том, что периодически плавно изменяют частоту возбуждения преобразователя в области его амплитудно-частотной характеристики, измеряют амплитуду колебаНИИ ультразвукового преобразователя сравнивают ее с фиксированным уровнем опорного сигнала, ближайшим по своей величине к максимальному знач нию амплитудно-частотной характерис тики ультразвукового преобразователя, и изменяют частоту возбузвдени в области превьлшения амплитуды коле баний этого фиксированного уровня опорного сигнала. На чертеже представлена функциональная схема автоматической настро ки ультразвуковых преобразователей, реализующая предлагаек& й способ. Схема содержит генератор 1, нагруженный на ультразвуковой преобра зователь 2. Датчик, установленный на ультразвуковом преобразователе 2 и измерякжций амплитуду его колебаний, последовательно соединен с блоком 3 сравнивакицих устройств, триггером 4 и интегратором 5. Последний соединяетсй с управляккцим входом генератора 1. Способ автоматической настройки ультразвукового преобразователя осуществляют следующим образом. С генератора 1 на ультразвуковой преобразователь 2 подается электрический сигнал. Так как частота задаюetero генера тора 1 постоянно периодически плавно изменяется, то и амплитуда колебаний ультразвукового преобразователя 2 постоянно меняется. Для каждого случая происходит измерение этой амплитулйя колебаний. Сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний, подается на блок 3, в котором он поступает одновременно на входы всех сравнивакяцихся устройств, и сравнивается с фиксированным уровнем опорногч сигнала, ближайшим по своей величине к макснмальнок значению амплитудно-частотной характеристики ультразвукового преобразователя 2. С выхода сравнивающихся устройств сигнал после дифференцирования поступает на вход триггера 4 со счетным входом, который выдает сигнал направ-. ления изменения частоты. Этот сигнал обрабатывается интегралом 5 и поступает на управлянвдий вход генератора 1, изменяя его частоту. Если в начальный момент 4acTOTia возбуящения меньше резонансной частоты, то при увеличении частоты возбуждения возрастает амплитуда колебаний, что вызыва ет поочередное выключение сравнивающих устройств. При этом напряжение на выходе интегратора 5 нарастает, частота возбуждения генератора 1 увеличивается и точка возбуждения приближается к резонансной . частоте. Как только текущее значение сигнала, пропорционального амплитуде механических колебаний, становится меньше максимального фиксированного уровня, сравнивающее устройство вновь включается, т.е. на его выходе появляется более высокий потенциал. Это приводит к изменению состояния триггера 4 со счетным входом, т.е. его потенциал резко уменьшается, в результате чего напряжение на выходе интегратора 5 плавно уменьшается, что приводит к плавному уменьшению частоты. При этом текущее значение амп51итуды становится больше максимально фиксированного уровня и сргшниваннцее устройство выключается, т.е. на его выходе по- / является низкий потенциал.

310939634

По мере плавного уменьшеиия час- Способ автоматической настройки то-га значение амплитуды опять стано-ультразвуковых преобразователей вится меньше максимально фиксирован-позволяет значительно повысить точного уровня и это приводит к увели-ность настройки, поскольку частота чению частоты |j т.д. возбуядаения изменяется S узкой обБели в случае технологическогоультразвукового преобразователя процесса нагрузка преобразователяза счет постоянного сравнения ивизменяется и амплитудно-частотнаямеряемой амплитуды колебаний с характеристика принимает иной вид,фиксированным уровнем опорного сигто все процессы происходят относи- 0нала, ближайшим по своей величине тельно другого фиксированного уров-к максимальному значению амплитудня, а включается и выключается дру-но-частотной характеристики ультрагоё сравнивающее устройство.звукового преобразователя.

ласти около резонансной частоты

СПОСОБ АВТОМАТИЧТСКОЙ НАСТРОЙКИ УЛЬТРАЗВУКОШЛХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, заключающийся в том, что перисадйчески плавнЬ изменяют частоту возбуждения преобразователя в области его амплитудно-частотной характеристики, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности настройки, измеряют амплитуду колебаний ультразвукового преобразователя, сравнивают ее с фиксированньв4 уровнем опорного сигнала, бли.жайшим по своей величине к максимальному значению амплитудно-частотной характеристики ультразвукового преобразователя, и изменяют частоту возбуждения в области превышения амплитуды колебаний зтого фиксированного уровня опорного сигнала. . i