Генератор импульсных ультразвуковых колебаний Советский патент 1992 года по МПК B06B1/06 

Фиг. I

Изобретение относится к приборостроению и может быть кспопьзовзно в ультра™ звуковых измерительных приборах для возбуждения ультра-звуковых колебаний,

Йзпестен Генератор импульсных ульт- развукосых колебаний, содержащий после- до стельно соединенные синхронизатор и 3a 3etf/;e-:- -i:j ключевой каскад, связанный через токоогрзнйчмтельное сопротивление с источником гштан ля, при парзллель- но ключевому каскаду через согласующий трансформатор подключен пьезопреобра- зо вате/; ь.

Известен также генератор импульсных ультразвуковых колебаний, содержащий два транзисторных ключа, эмиттер первого из которых подключен к аноду первого ти- ристора и параллельно соединенному с ним сопротивлению нагрузки, з змкггер второго ключа через защитный диод - к эмиттеру первого транзистора ключа к аноду второго тиристора, катод которого соединен с коллектором второго транзисторного ключа, а управляющий электрод через диод - с базой второго транзисторного ключа, при этом коллекторы транзисторных ключей соединены с источником питания, а базы транзисторных ключей и управляющие злехтроды тиристоров подключены к выходам ре гист- рэсдвига,

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является генератор импульсных ультразвуковых колебаний, содержащий задающий генератор гармонических колебаний, генератор стробирующих. импульсов и пьезогтреобразсватель.

Недостатком изустного устройства является низкая ампяитуда излучаемого сигнала, обусловленная значительными затратами подводивши к льезопреобразо- взтелю электрической энергии для вывода его из состояния покоя из рабочий колебательный рэжим.

Цель изобретения - позышениэ ампли- -туды излучаемого смгчзла.

Поставленная цель достигается тем, что генератор импульснл -: ультразвуковых ко- лобзний, содержащий задающий генератор гармонических колебаний, генератор стробирухэщих импу -ьсоз и пьезопрбоб- разоаатель. снзбжогТ последоззтельно сое- диненны --:1. первмг-н: флзозрзщатэлем, управляемым коммутатором и усилителем мощности, последовательно соединенными вторыми фззозрэиртелй.м, упрозляемым коммутатором м усилителем могцчости, при. этом яыхсд задающего тзр .о«:м- ческмх колебаний спя.н с п одггш фазов- рзщптег: и втсрымм входами управляемых коммутаторов,управлпющиз сходы которы

подключены к генератору стробирующих импульсов, а пьезопреобразователь содержит четноа количество пьезоэлементов, электрически объединенных в две идентичиые группы, общий вывод которых заземлен, а раздельные для каждой группы выходы подключены к соответствующим усилителям мощности.

На фиг. 1 представлена блок-схема генерзтора импульсных ультразвуковых колебаний; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу генератора.

Генератор импульсных ультразвуковых колебаний содержит генератор 1 гармонических колебаний, первый фазооращатель 2, первый управляемый коммутатор 3 и первый усилитель 4 мощности, последовательно соединенные второй фазооращатель .5, второй управляемый коммутатор б и второй

усилитель 1 мощности, генератор 8 стробирующих импульсов и пьезопреобразователь

9. Генератор 1 гармонических колебаний

подключен к вторым входам управляемых

коммутаторов 4 и б и фазоврзщателям 2 и 5,

генератор стробирующих импульсов подключен к управляющим, входам управляемых коммутаторов 3 и б. Стержневая колебательная система пьезопреобразова- теля 9 содержит четное количество (минимум два) пьезоэлементов, электрически соединенных в две идентичные группы 10 и 11, общий электрический вывод которых заземлен, а раздельные выводы каждой из групп )0 и 11 подключены к выходам соответствующих усилителей А и 7 мощности.

Генератор импульсных ультразвуковых колебаний работает следующим образом.

Синусоидальный сигнал 12 (фиг. 2) с выхода генератора 1 гармонических колебаний поступает через первый фазовращатель 2 на первый вход первого коммутатора З.и через второй фазовращатель 5 на первый вход второго коммутатора С. Одновременно сигнал 12 поступает на вторые сходы коммутаторов 3 и 6. Фазовращатель 2 сдвигает сигнал 12 на фазовый угол а- -90°, з фазовращатель 5 - на фазовый угол / ч 90° .

Генератор 8 стробирующих импульсов вырабатывает импульсы 13 положительной

полярности, поступающие на управляющие входы коммутаторов 3 и 6. Последние работают таким образом, что при наличии на их управляющих входах стробирующих импульсов 13 коммутируются выход и первый

вход, а при отсутствии из управляющих «хо- дох ммпульссо 13 коммутируются выход и оторсй сход. Таким образом на выходах коммутзтороа 3 и б имеют место снгнялы Ы и 15 соотзотстзенно. Причем на ннторпале

времени At сигналы 14 и 15 смнфаз- ны, а на интервале At t3-t2 протшзофазны.. Сигналы 14 и 15, пройдя усилители 4 и 7 мощности, поступают на соответствующие группы 10 и 11 пьезозлементов преобразователя 9, которые на первом из указанных временных интервалов колеблются симфаз- на, излучая ультразвуковой сигнал 16, а на втором из указанных временных интервалов колеблются. протувофазно и, следоватеяько, преобразователь при Зтом в целом не колеблется (излучение отсутствует).

Таким образом, поскольку группы 10 и 11 пьезозлементов преобразователя 9 постоянно находятся в колебательном движении, отсутствуют затраты энергии на вывод

их из состояния покоя на рабочий колебательный режим, что повышает амплитуду излучаемого сигнала. .

Формула изобретения . Генератор импульсных ультразвуковых колебаний, содержащий задающий генера12

тор гармонических колебаний, генератор стробирующих импульсов и пьезопрсобра- зователь, отличающийся том, что, с целью повышения амплитуды излучаемого

сигнала, в него введены последовательно соединенные первый фэзовращатель, первый управляемый коммутатор, первый усилитель мощности и последовательно соединенные второй фазовращатель, второй управляемый коммутатор,второй усилитель моа ксстл, при зтсм выход задающего генератора гармонических колебаний связан с входами фазовраща гелей и вторыми входами управляемых коммутаторов, упрэвляющме входы которых подключены к выходу генератора стробирующих импульсов, а пьезопреобрззователь содержит четное количество пьезоэлементов, электрически объединенных в две идентичные группы, общий вывод которых заземлен, а раздельные выводы подключены к первому и второму усилителям мощности соответственно.

15