Трансформатор упругих колебаний Советский патент 1988 года по МПК B06B1/08 

4

СО СО

сл

Изобретение относится к ультра- вуковой технике.

Цель изобретения - увеличение удельно.го коэффициента усиления.

На чертеже изображен предлагаемый трансформатор упругих колебаний, об- ций вид.

Трансформатор состоит из трех ступеней т входной соединенной с ак- ривным элементом (двигателем) (на . чертеже не показан), вь1кодной, кон- тактирукщей с объектом акустического воздействий (на чертеже не показан), обе постоянного сечения, и промежу- точной переменного экспоненциального течения, при этом длина входной ступени равна 1/6-1/4 длины волны про- дольных ультразвуковых колебаний, длина промежуточной ступени равна 1/4-1/3 длины волны, а длина выходной ступени рассчитывается по формуле

подаются поствянное напряжение и переменное напряжение ультразвуковой частоты, которые создают в обмотке преобразователя постоянный ток поляризации и переменньй ток возбуждения. Под их действием пакет изменяет свои линейные размеры (прямой эффект маг-v нитострикции) с частотой, равной частоте переменного тока возбуждения. Таким образом, в активном элементе (двигателе) возникают продольные механические колебания.

Механические колебания двигателя передаются согласующему элементу - полуволновому трансформатору упругих колебаний и далее через плоскость разъема с р зьбовьм соединением (выходной торец трансформатора) к технологическому волноводу (инструменту) Частота источника питания должна быть равной механической резонансной частоте преобразователя.

Изобретение относится к ультразвуковой технике. Цель.изобретения - увеличение удельного коэффициента усиления. Трансформатор состоит из трех ступеней - входной, соединенной с активным элементом (двигателем) выходной, контакпгрукщ с объектом акустического воэдействия (обе постоянного сечения), и промежуточной переменного экспоненциального сечения, при этом длина выходной ступени рассчитывается с учетом резонансной частоты системы, скорости распространения продольной волны, фазовой скорости и площадей сечений, контактирующих с входной и выходной ступенями, длины входной и выходной ступеней равны соответственно 1/6-1/4 и 1/4-1/3 длины волны продольных ульт-I развуковых колебаний. 1 ип«

1 - (1/К arctg afb,

К « ZtTf/C - волновое число;

f - резонансная частота

системы;

С - скорость распространения продольнойJQ волны;

а и b -: коэффициенты, определяемые по формулам

25

b U + К tg(Kl,) tg(f3.Kb) - fSK,

; a к -f oi.tg(kl,) tg() -f + fiK tg(Kl, ) ,

где ft -41 - - фазовая скорость , k (1/212-) ln(sf/Se /) 1 - длина промежуточной ступени

. тр ансформа тор a i So - площадь сечения, контактиJJ. руинцего с входной ступенью j Se - площадь сечения, контактирующего с выходной ступенью) 1, - длина первой ступени. Фиксированные размеры ступеней трансформатора получены при решении задачи компромиссной оптимизации профиля трансформатора упругих колебаний по критериям минимума частотной чувствительности и максимума удельного коэффициента усиления.

Устройство работает следующим образом.

От источника питания - ультраз ву- кового генератора к преобразователю

25 Формула изобретения

Q

5

0

5

0

5

Трансформатор упругих колебаний, состоящий из трех последовательных ступеней - входной, соединенной с активным элементом, выходной, контактирующей с объектом акустического воздействия, обе постоянного сечения,- и промежуточной переменного экспоненциального сечения, отличающийся тем, что, с целью увеличения удельного коэффициента усиления,, длина входной ступени равна 1/6-1/4 длины волны продопьных ультразвуковых колебаний, длина промежуточной ступени, площадь поперечного сечения которой меняется по экспоненциальному закону, равна 1/4-1/3 длины волны, а длина выходной ступени рассчитывается по формуле

Ij (1/К) arctg a/b ,

К 2 Iff/С - волновое число

f - резонансная, частота

преобразователя;

;.С - скорость распространения продольной ;ВОЛНЫ,

а и b - коэффициенты, которые рассчитываются по

b ci + К tg(Ki,) tg((Ki,) -рк,

а (К +ot.tg(Kl,) tg((K1.2) + + /(К tg(Kl,) ,

В -4l -ei /K - фазовая скорость} oi (1/21) ln(sf/s ) - показатель экспоненты;

Ij - длина второй ступени трансформатора i

гшоятадь сечения, контактирующего с входной ступенью; площадь сечения, контактирукяцего с выходной ступенью; длина первой ступени.