Устройство для возбуждения пьезопреобразователей Советский патент 1986 года по МПК G01N29/00 

b

l-J

и

где p

10

fS

20

15

1225280

Изобретение относится к неразру- ет ток ающему контролю и может быть приенено в ультразвуковых дефектокопах, измерителях скорости ультра- звука и т.п.

Цель изобретения -расширение ункциональных возможностей за счет спользования низковольтных источников питания совместно с индуктивностью и ЭДС самоиндукции для возбуждения пьезозлемента. . На чертеже представлена принципиальная электрическая схема уст-- ройства.

Транзистор VT, блокинг-трансфор- матор Тр, конденсатор G1, диод D2 и сопротивление R1 образуют блокинг генератор в режиме автогенерации. Индуктивность L включена последовательно с блокинг-генератором и источником питания U, задемпфирова- на цепочкой R2-D1, а источник питания зашунтирован емкостью С2. Пьезопре- образователь П включен либо параллельно транзистору блокинг-генера- тора, либо в положении П параллельно индуктивности L.

Во время генерации импульса блокинг-генератором ток через индуктивность L нарастает до значения, которое зависит от длительности импульса блокинг-генератора и сопротивления цепи L-Tp-VT.Транзистор блокинг-генератора является здесь ключом, который по окончании импульса закрывается, прерывая ток через индуктивность. Этот момент является основным в работе схемы. От того, насколько быстро закроется транзистор, зависит амплитуда импульса возбуждения на пьезопреоб- разователе, а также крутизна переднего фронта этого импульса. Поэтому в качестве ключевого транзистора необходимо ставить такой, который вьщерживает максимальный необходимый ток, является высокочастотным, обеспечивает быстродействие, а также выдерживает высокое напряжение, до которого заряжается пьезопреобразо- ватель во время заряда от ЭДС самоиндукции, возникающей при прерьшании тока через индуктивность. При этом величина напряжения, до которого заряжается пьезопреобразователь, определяется из условия перехода энергии магнитного поля индуктивности L , по которой в момент разрыва протекакости С

30

Ток гает св определ питания f цепи мотка б лекторн этом тр щении. Э сделано максима зистор напряже ле боль тания Ц характе больше цепи Для час звуково емкости отношен в неско

При го устр вольтны образов лучаетс туды во

Пред временн посколь тает в Если лее низация генерат запуска ми. В р преобра сом дли

Пред 55 ты D1,R уничтож равнять кого со

35

40

45

50

, в электрическое поле емпьезопреобразователя:.2 ..г

W™ I п

hO 2

W,

2

и 3

ок

Ь-,

где p

S

0

5

0

характеристическое сопротивление контура, образованного индуктивностью и емкостью цепи, по которой происходит заряд емкости, Ом.

Ток в цепи в момент разрыва достигает своего максимального значения, определяемого напряжением источника питания и активным сопротивлением f цепи индуктивность-коллекторная обмотка блокинг-трансформатора - коллекторный переход транзистора, при этом транзистор находится в насыщении. Это сопротивление может быть сделано небольшим для обеспечения максимально возможного через транзистор тока. Отсюда следует, что напряжение U на пьезопреобразовате- ле больше напряжения источника питания Цд во столько раз, во сколько характеристическое сопротивление р больше активного сопротивления г цепи TOKai через индуктивность. Для частот, используемых в ультразвуковой технике и обычных значений емкости пьезопреобразователей, это отношение может быть достигнуто в несколько сот раз.

При использовании предлагаемого устройства не требуется высоковольтный источник питания или преобразователь напряжения, легко получается расчетное значение амплитуды возбуждения.

Предлагаемое устройство одновременно является и синхронизатором, поскольку блокинг-генератор, работает в автоколебательном режиме. Если лее необходима внешняя синхронизация, то используют схему блокинг- генератора с внешней синхронизацией, запуская его по базе синхроимпульсами. В результате возбуждение пьезо-г преобразователя производится импульсом длительностью в полпериода.

Предлагаемые демпфирующие элемен- 5 ты D1,R2 улучшают форму импульса, уничтожая хвост, при этом R 2 должно равняться половине характеристического сопротивления. Включение пьезо 5

0

5

0

преобразователя, показанное пунктиром, меняет полярность импульса возбуждения по отношению к верхней по чертежу обкладке.

Формула изобретения Устройство для возбуждения пьезо- преобразователей, содержащее источ1226280

ник питания и блокинг-генератор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено индуктив- ; ностью, включенной между источником питания и блокинг- генератором.

Изобретение относится к нераз- ругаающему контролю и может быть ис г : V / / пользовано в ультразвуковых дефектй- скопах, измерителях скорости ультразвука и т.п. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет использования низковольтных источников питания совместна с индуктивностью и ЭДС самоиндукции для возбуткдения пьезоэле- мента. Устройство для возбуждения пьезопреобразователя содержит индуктивность, включенную между блокинг- генератором и источником пи-тания, что позволяет получить высоковольтный импульс с ЭДС самоиндукции для возбуждения пьезопреобразователя, в несколько десятков раз превьтающий напряжение источника питания. 1 ил. с S (Л