Устройство автоматической настройки ультразвуковых преобразователей Советский патент 1988 года по МПК B06B1/06 

Изобретение относится к ультразвуков ой технике и может быть использовано для автоматической настройки ультразвуковых преобразователей в ультразвуковых технологических установках с использованием, например, тиристорньгх инверторов.

На фиг,1 представлена Аункцио- нальная схема устройства автомата- ческой настройки ультразвуковых преобразователей; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит генератор 1, ультразвуковой преобразователь 2, датчик 3 акустической обратной связи формирователь 4 синхроимпульсов, например детектор нуля, сдвиговый четырехразрядный регистр 5, ключи 6 и 7, пиковые детекторы 8 и 9 со сбросом, амплитудный селектор 10, дифференциатор 11, триггер 52, интегратор 13.

Устройство автоматической настройки ультразвуковых преобразователей работает следующим образом.

В начальный момент после включения устройства регистр 5 устанавливается в состояние5 при котором на первом выходе устанавливается 1, на остальных выходах - О. Частота выходного тока генератора 1 находится в дорезонансной области, на выходе триггера 12 уровень 1 (фиг.2 л).Сигнал на выходе интегра- тора 13 нарйстает (фиг. 2 м) и частота генератора 1 увеличивается. С датчика 3 поступает сигнал, пропорциональный -величине амплитуды ультразвукового преобразователя 2 фиг.2а) Формирователь 4 синхроимпульсов формирует сигнал в момент перехода сигнала датчика через ноль (фиг, 2б) . и подает синхроимпульсы на вход синхронизации регистра 5.

Четырехразряд1ЫЙ выходной сигнал регистра 5 (фиг. 2в - е) управляет работой ключей 6 и 7 и пиковых детекторов 8 и 9 следующим образом.

Первый и третий разряды при сиг

нале на выходе открывают ключи 6 и 7. Второй и четвертый разряды при сигнале 1 на выходе осуществляют сброс пиковых детекторов S и 9. Выходные сигналы пиковых детекторов 8 и 9 (фиг. 2з, ж) подаются на амплитудный селектор 10, .формирующий огибающую сигнала, синхронизированную с сигналом, пропорциональным амO

5 0

5

0 s Q 5

0

5

ппитуде колебаний (фиг. 2и). При прохождении частоты генератора 1 резонансной области ультразвукового преобразователя 2 сигнал датчика 3 имеет максимальное значение, при дальнейшем увеличении частоты амплитуда начинает уменьшаться, и очередное значение сигнала на выходе амплитудного селектора 10 меньше максимального. Дифференцирующая цепь 11 по заднему фронту сигнала огибающей выдает импульс (фиг. 2к) на вход триггера 12 реверса. Последний изменяет свое состояние (фиг. 2л), и сигнал на выходе интегратора 13 начинает уменьшаться (фиг. 2м), соответственно уменьшается- и частота генератора 1. После прохождения резонансной области ультразвукового преобразователя 2 процессы в устройстве повторяются.

Огибаюп(ая сигнала, пропорционального амплитуде, формируется на выходе амплитудного селектора, на вход которого поступают сигналы с пиковых детекторов. Запоминание сигнала происходит поочередно на пиковых детекторах, причем процесс запоминания синхронизируется с измеряемым сигналом с помощью регистра, управляющего работой ключей и пиковых детекторов. Кроме того, дифференцирующая цепь вьреляет только отрицательный фронт, который подается на счетный вход триггера реверса, что позволяет устанавливать область изменения частоты генератора таким образом, что резонансная частота ультразвукового преобразователя находится в середине этой области. Это приводит к тому, что при резком изменении частоты резонанса ультразвукового преобразователя в системе не происходит сбоя и повьш1ается точность автоматической настройки.

Формула изобретения

Устройства автоматической настройки ультразвуковых преобразователей, содержащее последовательно соединенные генератор, ультразвуковой преобразователь, датчик акустической обратной связи, а также последовательно соединенные амплитудный селектор, дифференцирующую цепь триггера и интегратор, выход которого подключен к yпpaвляющe v входу генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и устойчивости настройки, в устройство введены четырехразрядный сдвиговый регистр, первый и третий разряды которого подключены к управляющим входам первого и второго ключей соответственно, а четвертый и второй разряда - к входам сброса первого и

ой

1447420

второго пиковых детекторов соответственно, выход датчика акустической обратной связи подключен через первый и второй ключи к входам пиковых детекторов, а через введенный формирователь .синхроимпульсов - к входу регистра, выходы пиковых детекторов подключены к входам амплитудного се- 10 лектора.

Изобретение предназначено для . использования в ультразвуковой технике для работы в составе ультразвуковых технологических установок различного назначения с использованием магнитострикционных и пьезокерами- ческих преобразователей. Цепью является повышение точности и устойчи:вости настройки. Устройство содержит последовательно соединенные генератор, ультразвуковой преобразователь, датчик акустической обратной связи и амплитудный селектор, выход которого через дифференцирующую цепь подключен к входу триггер, выход которого через интегратор подключен к управляющему входу генератора, а также четьфехразрядный сдвиговый регистр, первый и третий разряды которого подключены к управляющим входам первого и второго ключей соответственно, а четвертый и второй разряды подключены к входам сброса первого и второго пиковых детекторов соответственно, выход датчика акустической обратной связи подключен через первый и второй ключи к входам пиковых детекторов, а через формирователь синхроимпульсов, например детектор нуля, - к входу регистра, выходы пиковых детекторов подключены к входам амплитудного селектора, 2 ил. (Л 4ib 4 М 4 N9

.1

Фиг 2