Магнитострикционный преобразователь Советский патент 1992 года по МПК B06B1/08 

Изобретение относится к электромеханическим преобразователям и может быть использовано для создания и регистрации механических колебаний.

Известна конструкция магнитострикци- онного преобразователя для измерения параметров механических вибраций, содержащего сердечник в виде плоской спирали Архимеда.

Недостатками указанной конструкции являются низкие чувствительность и надежность, что обусловлено наличием электриче- ской обмотки на витках спирали и поляризацией материала спирали током от источника постоянного тока.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является магнитострикционныйпреобразователь, содержащий сердечник в виде двухзаход- ной спирали Архимеда, на витках которой

расположены электрическая обмотка и источник питания, подключенные к электрической обмотке и виткам спирали.

Необходимость применения источника постоянного тока и электрической обмотки приводит к низкой эффективности и надежности при создании механических колебаний.

Цель изобретения - повышение эффективности в режиме создания колебаний и чувствительности в режиме их регистрации

Поставленная цель достигается тем, что в магнитострикционный преобразователь, содержащий сердечник в виде плоской двухзаходной спирали из магнитострикци- онного материала, источник постоянного подмагничивания и электрические выводы, введена вторая идентичная спираль, установленная с зазором параллельно и соосно с первой, а источник постоянного подмагни

NJ

СО sQ

чивания выполнен в виде постоянных магнитов, установленных в зазоре между спиралями на диаметрально противоположных частях и по их оси, причем полярность удаленных от оси магнитов противоположна полярности осевого магнита, центры спиралей электрически соединены между собой, а диаметрально противоположные части каждой спирали электрически соединены между собой и с соответствующими вывода- ми преобразователя.

Кроме того, в магнитострикционном преобразователе каждая спираль выполнена в виде двухзаходной спиральной прорези в сплошном диске.

На фиг. 1 показана конструкция преобразователя; на фиг. 2 -схема электрической цепи преобразователи в режиме регистрации механических колебаний; на фиг. 3 - плоская спираль преобразователя.

Магнитострикционный преобразователь содержит сердечник, состоящий из двух спиралей 1 и 2, расположенных параллельно. В зазоре между спиралями расположены постоянные магниты 3-5 так, что полярность крайних магнитов 3 и 5 противоположно полярности осевого магнита 4. Центры спиралей 1 и 2 электрически соединены. Спирали выполнены в диске, что концы их заходов жестко соединены. Края дисков подключены к генератору (в режиме создания механических колебаний) или к измерительному прибору (в режиме их регистрации) и фиксируются обоймой 6.

Магнитострикционный преобразова- тель работает следующим образом.

Режим создания механических колеба

НИИ.

Постоянные магниты 3-5 создают поляризующее магнитное поле, направленное от центра к краям спирали 1 и от краев к центру спирали 2. При подключении преобразователя к генератору тока в каждом элементе обьема любого витка спиралей 1 и 2 возникают закручивающие магнитоупругие напряжения. Эти напряжения приводят к тому, что обе спирали 1 и 2 прогибаются в одну сторону, а их центры смещаются по оси. проходящей через центр спиралей 1 и 2. Сонаправленность движения центров спиралей 1 и 2 обусловлена тем, что ток of генератора протекает в одной спирали от края диска к центру спирали, а в другой - от центра спирали к краю диска. Постоянные магниты 3-5 служат для поляризации мате- риала спиралей, что приводит к исключению тепловых электрических потерь в

преобразователе. Конструкция спиралей позволяет защемить спирали 1 и 2 в обойме б при резонансе.

Режим регистрации механических колебаний.

Направление поляризующих полей, создаваемое постоянными магнитами 3-5, остается неизменным. При воздействии на центр преобразователя плоские спирали деформируются. Каждый малый объем витков спиралей 1 и 2 испытывает деформацию кручения. За счет обратного эффекта Виде- мана на концах витков спиралей относительно их центра появляются ЭДС. Направление этих ЭДС при положительной скорости изменения воздействия и электрическая цепь показаны на фиг. 2. Электродвижущие силы, возникающие в противоположных спиралях, электрически суммируются, центры спиралей (точки А и Диэлектрически соединены, а соединение точек В и В. С и С получают за счет выполнения спирали в одном диске так, что концы их заходов соединены (фиг. 3). Выходной сигнал снимается между любыми точками краев дисков, в которых вырезаны спирали 1 и 2, что упрощает съем сигнала с преобразователей и повышает надежность.

Формула изобретения

1.Магнитострикционный преобразователь, содержащий сердечник в виде плоской двухзаходной спирали из магнитострикци- онного материала, источник постоянного подмагничивания и электрические выводы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в режиме создания колебаний и чувствительности в режиме их регистрации, в него введена вторая идентичная спираль, установленная с зазором параллельно и соосно с первой, а источник постоянного подмагничивания выполнен в виде постоянных магнитов, установленных в зазоре между спиралями на диаметрально противоположных частях и по их оси, причем полярность удаленных от оси магнитов противоположна полярности осевого магнита, центры спиралей электрически соеди- нены между собой, а диаметрально противоположные части каждой спирали электрически соединены между собой и с соответствующими выводами преобразователя.

2.Преобразователь по п. 1, о т л и ч a tout и и с я тем, что каждая спираль выполнена в виде двухзаходной спиральной прорези в сплошном диске.

/Lc

N ,$

3

Фиг1

5

Изобретение относится к электромеханическим преобразователям и может быть использовано для создания и регистрации механических колебаний. Сущность изобретения: магнитострикционный преобразователь содержит сердечник из магнитострпк- ционного материала, выполненный в виде двух плоских двухзаходных спиралей, установленных параллельно. В зазоре между ними на диаметрально противоположных концах и в центре установлены постоянные магниты, причем полюса крайних магнитов противоположны полюсам центрального, а центры спиралей электрически соединены. Спирали выполнены в диске таким образом, что концы заходов жестко соединены, а края дисков подключены к генератору в режиме создания механических колебаний или к измерительному прибору в режиме их регистрации. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

В

А

А

v-0

Шг.2