Преобразователь линейных перемещений Советский патент 1988 года по МПК G01B17/00 

00 СХ) 4ib

;о

1138

Изобретение относится к области измерений линейных перемещений и может быть использовано в системах контроля и измерения механических перемещений.

Цель изобретения - повьшение чувствительности и помехоустойчивости за счет увеличения базы прохождения акустического сигнала и исключения механического контакта звукопровода с обьектом.

На фиг, 1 и 2 изображены схемы преобразователя линейных перемещений с различными способами демпфирования; на фиг. 3 - схема преобразователя с двухсторонним преобразованием.

Преобразователь линейных перемещений содержит и-образный звукопро- вод 1 со свободным концом из магнито- стрикдионного материала, акустический демпфер 2, элемент 3 подмагничивания и элемент 4 записи-считывания, причем элемент 3 подмагничивания выполнен с возможностью, перемещения вдоль зву- копровода 1 и предназначен для кинематической связи с объектом контроля, элемент 4 записи-считывания выполнен длиной, равной длине ветви звукопровода 1, и размещен на одной ветви звукопровода 1 с акустическим демпфером 2.

Преобразователь линейных перемещений работает следующим образом.

При додаче на элемент 4 записи- считывания импульса записи, который может быть промодулирован более высокой частотой, на подмагниченном с помощью подвижного элемента подмагничи- вания 3 участке звукопровода 1 возбуждается импульсная ультразвуковая волна механической деформации вследствие прямого магнитострикционного преобразования (эффект Джоуля). Воз- бужденная в звукопроводе ультразвуковая волна в зоне преобразования начинает распространяться в обе стороны по и-образному звукопроводу 1 с конечной скоростью V (фиг. 1 и 2).

Распространяясь вправо по рабочей ветви звукопровода (по фиг. 1 и 2) механическая ультразвуковая волна в некоторый момент времени достигнет акустического демпфера 2, установлен- ного на конце, ветви, рассеет свою энергию. Таким образом устраняется образование в звукопроводе неинформационных ультразвуковых волн.

Акустический демпфер может быть выполнен составным, из демпфирующего материала (фиг. -1) или монолитным с образующей углао 3-30 (фиг. 2).

Одновременно ультразвуковая механическая волна, возбужденная в звуко- пров.оде, распространяется влево (по фиг. 1 и 2) и проходит в его свободную ветвь рабочей длины 1. Достигнув свободного конца,, она отражается с изменением направления хода перемаг- ничивания, и, пройдя по рабочей ветви звукопровода под элементом 3 подмагничивания, в зоне подмагничивания в элементе 4 записи-считывания возбуждает импульсный сигнал. В результате будет выполнено время-импульсное преобразование искомого линейного перемещения:

. V

(1)

Pjir-R,

где R - радиус закругления U-образ- ного звукопровода преобразо-. вателя;

1х - искомое расстояние,

Для получения требуемой точности преобразования линейных перемещений в сигналы время-импульсной формы в качестве ферроматериала звукопровода преобразователя одностороннего преобразования (фиг. 1 и 2) могут быть использованы прецизионные дисперсион- но-твердеющие ферросплавы (например, 42НХТЮ, 44НХТЮ и др.).

Кроме того, преобразователь линейных перемещений может быть выполнен по схеме двухстороннего преобразования (фиг, 3). В этом случае два и-образных звукопровода с неподвижными элементами записи-считывания и подвижными элементами подмагничивания включены равно встречно и параллельно друг относительно друга. Принцип работы преобразователя с двухсторонним преобразованием не отличается от работы вьше рассмотренного преобразователя. Отличие заключается в том, что в результате преобразования линейных перемещений на его выходах будут формироваться время-импульсные сигналы:

Лх +1+Р J-f- V

. Лх.+1+Р

Т2-2

(2)

fe / ео

rv-YV-Y-V rVV r Y V

Изобретение относится к области измерений линейных перемещений и мо- жет быть использовано в системах . контроля и измерения механических перемещений. Целью изобретения является повьшение чувствительности и помехоустойчивости за счет увеличения базы прохождения акустического сигнала и исключения механического контакта звукопровода с объектом. В U-об- разном звукопроводе при прежних габаритах преобразователя линейных перемещений акустическая база становится длиннее. Эхосигнал не сливается с зондирующим на всем диапазоне измерений. С объектом контроля кинематически связан только элемент под- магничивания, а не звукопровод, что повьшает помехоустойчивость. 3 ил.

.