Способ возбуждения механических колебаний в магнитострикционном преобразователе Советский патент 1990 года по МПК B06B1/00 

Изобретение относится к ультразвуковой технике, в частности к способам импульсного возбуждения электромеханических преобразователей, и может быть использовано при возбуждении механических колебаний в магнитострикционных преобразователях (МСП), например входящих в состав ультразвуковых ножей.

Цель изобретения - повышение удобства эксплуатации преобразователя и улучшение условий труда путем снижения мош,- ности излучаемых МСП акустических колебаний в области наибольшей восприимчивости к ним человека.

Способ заключается в подаче на магни- тострикционный преобразователь импульсов электрического тока, длительность которых меньше половины периода собственных колебаний данного преобразователя, а частота меньше частоты его собственных механических колебаний. Импульсы электрического тока подают с постоянным фазовым сдвигом

относит ельно собственных механических колебаний магнитострикционного преобразователя. Частоту импульсов электрического тока изменяют по стохастическому закону в диапазоне

где /

текущее значение частоты импульсов электрического тока; ц нижнее значение частоты / ; 4 верхнее значение частоты /; F - частота собственных механических

колебаний МСП.

На фиг. 1 изображен спектр акустических колебаний, излучаемый МСП при возбуждении в нем механических колебаний по известному способу; на фиг. 2 - то же, при возбуждении механических колебаний по предлагаемому способу.

На фиг. 1 и 2 принять следующие обозначения; 1 - значение амплитуды

05 4

00

сд ел

возбуждаемых механических колебании в ШСП на частоте резонанса; 2 - значение амплитуды излучаемых паразитных акусти- ческих колебаний на частоте возбуждаю- щих импульсов электрического тока (в дан- ном случае принято, что частота механического резонанса МСП в три раза превы- i шает частоту возбуждающих импульсов элек- трического тока); 3 - значение амплитуд излучаемых паразитных акустических колепаразитных акустических колебаний на частоте подаваемых электрических импульсов размывается в диапазоне от /„ до fg, т. е. за пределы диапазона частот, к которым человек проявляет наибольшую восприимчивость.

Поскольку этот диапазон частот вдвое шире диапазона слышимости человеческого уха, то при равномерном излучении паразитных акустических колебаний в диапазолJJ . Т.- -..ч1гг,-,.-и(гпп lurOIITLTOr Tt-.

излучаемых паразитных акустически х кил.- ;; ;; 44 ,Гц излучаемая мощность баний на частотах гармоник часто1Ы во - Ю „е от О до ,,,,,,.

буждения; 4 - диапазон частот акустических колебаний, к которым наиболее восприимчив человек;-5 - значение амплитуды 1 0збуждаемых механических колебании в МСП на частоте резонанса; 6 - нижнее значение частоты возбуждающих импульсов э; ектрического тока (fj; 7 - верхнее Значение частоты возбуждающих импульсов электрического тока (f); 8 - диапазон частот акустических колебаний, к которым наи- бо.-ее восприимчив человек.

npii возбуждении механических колеба- чий согласно известному способу (фиг. 1) ы магнитострикционный преобразователь, например работающий с резонансной часто.. ,-...г-.„.,г 4n i-r T-lT i LI Г piJ,.. -- j

на частотах наибольшей восприимчивости человека падает в несколько раз.

Формула изобретения

Способ возбуждения механических колебаний в магнитострикционном преобразователе путем подачи на него импульсов электрического тока, длительность которых меньше половины периода собственных ме20 ханических колебаний магнитострикционного преобразователя, а частота меньше частоты собственных механических колебаний магнитострикционного преобразоват&1я, отличающийся тем. что, с целью повышения удобст,;апример работающий с резонан.ни. ....Га эксптуатации магнитострикционного пре,ой кГц, подавались импульсы с час- „.III , улучшения условий труда

тотой кГц, равной третьей субгармонике резонансной частоты. При этом при по вводимой электрической моп ности к МСП порядка 100 Вт из-за его конечной добротности часть подводимой мощности переизлучалась на частоте подаваемых электрических импульсов, что приводило к неприятным ощущепиям оператора, следовательно, к падению производительности его труда.

Согласно изобретению на МСП (фиг. 2) подают электрические колебания, частота которых стохастически меняется в диапазоне от / 0 до кГц, при этом длительность подаваемых импульсов не превышает половины периода собственных колебь НИИ МСП а фазовый сдвиг между г.ода- ваемыми ;:мпульсами электрического тока ч собственными колебаниями ДаСП в мехапи моском резонансе поддерживается по€то5,ь- ч,|м При этом спектр излучаемых л 1.

образователя и улучшения условий труда путем снижения мощности паразитных акустических колебаний в области частот наибольшей восприимчивости к ним человека, импульсы электрического тока падают on с постоянным фазовым сдвигом относитель- но собственных меха.иических колебании магнитострикционного преобразователя, а частоту импульсов электрического тока изменяю г но стохастическому закону в диапазоне

ЗЕ

IH

:F,

текущее значение частоты импуль сов электрического тока; г11-;;;снее значение частоты /; верхнее значение частоты f; - частота собственных механически ко.1ебаний кагнитострикционног преобразователя.

паразитных акустических колебаний на частоте подаваемых электрических импульсов размывается в диапазоне от /„ до fg, т. е. за пределы диапазона частот, к которым человек проявляет наибольшую восприимчивость.

Поскольку этот диапазон частот вдвое шире диапазона слышимости человеческого уха, то при равномерном излучении паразитных акустических колебаний в диапазолJJ . Т.- -..ч1гг,-,.-и(гпп lurOIITLTOr Tt-.

;; ;; 44 ,Гц излучаемая мощность Ю „е от О до ,,,,,,.

;; ;; 44 ,Гц излучаемая мощность „е от О до ,,,,,,.

} piJ,.. -- j

на частотах наибольшей восприимчивости человека падает в несколько раз.

Формула изобретения

Способ возбуждения механических колебаний в магнитострикционном преобразователе путем подачи на него импульсов электрического тока, длительность которых меньше половины периода собственных ме20 ханических колебаний магнитострикционного преобразователя, а частота меньше частоты собственных механических колебаний магнитострикционного преобразоват&1я, отличающийся тем. что, с целью повышения удобстГа эксптуатации магнитострикционного преГа эксптуатации магнитострикционного пре „.III , улучшения условий труда

образователя и улучшения условий труда путем снижения мощности паразитных акустических колебаний в области частот наибольшей восприимчивости к ним человека, импульсы электрического тока падают on с постоянным фазовым сдвигом относитель- но собственных меха.иических колебании магнитострикционного преобразователя, а частоту импульсов электрического тока изменяю г но стохастическому закону в диапазоне

ЗЕ

:F,

текущее значение частоты импульсов электрического тока; г11-;;;снее значение частоты /; верхнее значение частоты f; - частота собственных механических ко.1ебаний кагнитострикционного преобразователя.

Фиг. 7

Изобретение относится к ультразвуковой технике. Цель - повышение удобства эксплуатации магнитострикционного преобразователя и улучшение условий труда путем снижения мощности паразитных акустических колебаний в области частот наибольшей восприимчивости к ним человека. Способ заключается в подаче на магнитострикционный преобразователь импульсов электрического тока, длительность которых меньше половины периода собственных колебаний данного преобразователя, а частота меньше частоты его собственных механических колебаний. Импульсы электрического тока подают с постоянным фазовым сдвигом относительно собственных механических колебаний магнитострикционного преобразователя. Частоту импульсов электрического тока изменяют по стохастическому закону в диапазоне 0≤F_н≤F≤F_в*98F, где F - текущее значение частоты импульсов электрического тока, F_н - нижнее значение частоты F, F_в - верхнее значение частоты F, F - частота собственных механических колебаний магнитострикционного преобразователя. 2 ил.

Фиг. 2