Генератор ультразвуковых колебаний Советский патент 1986 года по МПК B06B1/06 

ND

СП

СХ)

ел

Изобретение ОТРЮСИТСЯ к ультразвуковой технике и может быть использовано для питания различных приборов и инструментов }ia основе резонансных ультразвуковых преобразователей.

Цель изобретения - повышение КПД, стабильности частоты и уменьшение влияния нагрузки за счет последовательного включения компенсатора с преобразователем.

На фиг. показана схема генератора; на фи1 2 - временные диаграммы работы эле.ментов генератора.

Генератор содержит последовательно соединенные блок 1 запуска, компенсатор 2 и ультразвуковой преобразователь 3, последовате,1ьпо соединенные по.лосовой фи.льтр 4, вход которого связан с вьгходом блока 1 запуска, коадпара1Ч)р 5 нуля и к;поч 6. Источник 7 п.итания связан через ключ 6 со входом емкостного компенсатора 2.

В качестве ключа 6 могут быть использованы бкнолярные транзисторы, включенные сх(}.мс с общей базой, но.левые транзисторы с ун авлением но затвору, а больнюй мопиюсти - тнристорные ко.ммутаторы и ламны.

Блок 1 запуска представляет собой формирователь, вырабатывающий однократный и.мнульс длительностью }ie более ноловины периода собственных колеба} ий преобразователя 3. В качестве блока 1 запуска может быть использован одновнбратор, управляемый от кнопочного пускателя.

Компег сатор 2 нредназначен ;|,ля компенсации собственной реактивности преобразователя 3 на рабочей частоте. Для магнитострикционного преобразователя - это емкость, нредназначенная для комнепсации об.мотки возбуждения. Для электрострикциониого преобразователя (ньезонпеобразователя), имеюн1его собственную емкостную реактивность, компенсатор -- индукти1зность. Компенсация реактивности необходима для получепия активного входного импеданса преобразователя 3 на рабочей частоте, увеличения КПД блока питания, а также для уменьннения допо.г|нительных фазовых погрешностей, вносимых электрическим контуром нреобразователя 3 и ею влияния на рабочую частоту.

Генератор работает следуюишм образом. При замыкании контактов блока 1 запуска импульс тока от источника 7 питания возбуждает резонансную систему.

Отклик резонансной системы преобразователя па запускаюолий токовый импульс, профилированный полосовым фильтром 4, поступает на вход ко.мпаратора 5 нуля ((})иг. 2а). Импульсный сигнал с комнаратора 5 (фиг. 26} поступает на ключ 6, формируя импульсы тока в нреобразователе 3 (фиг. 6в) синхронно с его собственны.ми колебаниями. При это.м амплитуда ультразвуковых колебаний растет до тех нор, пока энергия, вносимая им 1ульсами тока в преобразователь 3, не будет равна энергии, рассеянной им и наг|)узкой (фиг. 6г).

Изменение собственной резонансной частоты нреобразователя 3, обусловленное прогревом, действием нагрузки и другими мешающими факторами, приводит к тому, что .меьшется во времени период собственных колебаний преобразователя 3 (фиг. 6а). При этом комнаратор 5 пуля фор.мирует импульсные си1-|-:алы }тфавления ключом 6 из сигналов собственных его колебаний, что обеснечивает резонансный режим возбуждения преобразователя 3. независимо от внешних условий.

Однако чувствительность ко.чнаратора 5

пуля высока (единины, доли MB), так что любое изменение нагрузки не позволяет системе выйти из синхронизма, гарантируя устойчивую и стабильную работу. 0 Применение носледовательной компенсации собственной реактивноети нреобразователя 3 позволяет значительно увеличить КПД схемы генератора.

Формула им)6рвтения

Генератор у.чьтразвхковых колебаний, соде ржа п.1и и ультразвуковой преобразователь, комненсатор, нолосовой фильтр и источник

1 итания, отличающийся тем, что, с нелью повышения коэффициента но-лезного действия, стабильности частоты и уменьшения влияния нагрузки, он снабжен ко.мнаратором нуля, ключом и блоком запуска, выход которого соединен через компенсатор с ультразвуковым нреобразователем и через полосовой фильтр с компаратором нуля, выход которого соединен с управляющи.м входом ключа, установленным между источником питания и входом ко.мненсатора.

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано при генерации ультразвуковых колебаний для различных приборов. Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия, стабильности частоты и уменьшение влияния нагрузки за счет последовательного включения компенсатора с преобразователем. Импульс тока при замыкании контактов в блоке запуска от источника питания проходит на преобразователь и возбуждает его резонансную систему. Отклик резонансной системы из последовательно соединенных преобразователя фильтруется полосовым фильтром и поступает на вход компаратора нуля, выходной сигнал которого управляет ключом в цепи источника питания преобразователя, так что импульсы тока поступают на преобразователь синхронно с его собственными колебаниями. Это обеспечивает независимость частоты преобразователя от внешних условий. Последовательная схема компенсации собственной реактивности ID преобразователя позволяет увеличить КПД генератора ультразвуковых колебаний. 2 ил. С