Токовихревой ультразвуковой излучатель Советский патент 1992 года по МПК B06B1/04 

Изобретение относится к устройствам для генерирования упругих колебаний в средах, в частности ультразвукового излучения в жидкостях, и может быть использовано для физико-химических исследований различных сред.

Известен излучатель акустических колебаний, содержащий корпус, токопроводя- щую немагнитную мембрану, закрепленную по краю, два спиральных индуктора на подложках по обе стороны от нее. В подложках выполнены центральные отверстия для прохождения генерируемого мембраной излучения.

Основными недостатками данного излучателя являются низкий КПД, искривление фронта волны, низкий диапазон частот.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является излучатель акустических колебаний, содержащий корпус, токо про водящую магнитную мембрану, два плоских спиральных индуктора и дополнительные катушки индуктивности с магнитопроводами по обе стороны от нее, причем часть мембраны, расположенная против спиралей индукторов, с обеих сторон содержит покрытие из немагнитного проводящего материала, а центральная ее часть может быть также выполнена из магнита.

Недостатками излучателя являются недостаточная направленность излучения, искривление фронта волны, обусловленные закреплением мембраны по краю, отсутствием непосредственного контакта мембраны со средой, а также использованием излучения только центральной части мембраны. Этими эже причинами обусловлен невысокий КПД устройства. Излучатель имеет сложные конструкцию и электрическую схему.

Целью изобретения является обеспечение увеличения направленности излучения в широком диапазоне частот, а также повышение КПД и упрощение конструкции и электрической схемы излучателя

жЪ

4

Цель достигается тем, что токопихрсвои ультразвуковой излучатель (ТУИ), содержащий размещенные в корпусе плоский спи ральный индуктор, закрепленный па подложке из изоляционного материала и токопроводящую мембрану, состоящую ит магнитной и немагнитной частей, снабжен постоянным магнитом, расположенным по одну сторону подложки, по другую сторону которой расположена немагнитная часть мембраны, выполненная из высокоолекг- ропроводного материала, а ее магнигпрч часть - из магнито-млгкого материала, причем обе части мембраны, подложка с индуктором и постоянный магнит выполнены гз виде дисков, установленных в корпусе с, зазором,

С целью улучшении харэчт ористик чзт - чателч мембрана может иметь толщин/, кратную половине длины излучаемой волны.

Горизонтальные размеры излучателе много больше толщины мембраны и длины излучаемой волны Индуктор на подл ох н чмеег центрального отверстия, что обеспечивает наиболее полное электромагнит- нос взаимодействие элементов излучателя Отсутствие закрепления мембраны по ,сраю имеет большое значение, так как иск.очге- ее прогиб и снимает ограничений, связан ные с механическим резонансом с стсмя, обесточивая тем самым гинфэзность ,пу чающей поверхности и рэсширеьие рзбо ю- го диапазона частот В случае, когд толщина мембраны кратна половине длины волны, внутренние напряжения мембраны максимально уменьшены, R заявленном из лучателе обеспечен также непосредствен ный контакт мембраны со средой, Таким образом, излучатель представаязт собой дышащий цилиндр, пеняющий свою высоту, т.е. поршневое излучение

На чертеже представлен ТУИ, сбщиГ аид, разрез,

ТУИ (фиг.1) содержит корпус 1, выполненный из изоляционного материала, например резины, охватывающий излучатель по высоте и имеющий с ним зазор, необхо димый для свободного перемещения мембраны. В корпусе 1 размещен плоский спиральный индуктор 2 на изоляционной подложке 3 без центрального отверстия, подключенный к источнику тока высокой ча стоты (ИТВЧ), токопроводящая мембрана 4, постоянный магнит 5. Мембрана 4, не закрепленная по краю, состоит из двух / ископ магнитного 4-1, выполненного из магмиго-мягкого материала, и немагнитною 4-2, выполненного из высокоэлект- ропропсдного материала.

Постоянный дискообразный магнит 5

расположен по одну сторону подложки 3 с индуктором 2, а мембрана 4 - по другую, причем она обращена к индуктору своей немагнитной стороной. Изоляция индуктора мембраны 4 и магнита 5 обеспечивается подложкой 3 Горизонтальные размеры р-.злучягеля много больше толщины мембраны которая сравнила с длиной излучаемой во/.пы и может быть кратна ее половине.

Магнитная часть мембраны 4-2 может быть выполнена в виде постоянного магнита Если постоянный магнит 5 соединить с дополнительным высокоэлектропроводным диском, можно фактически получить две

мсмбрян11, и следовательно, двухстороннее излучение. При использовании ТУИ под водой он может быть погружен в масло и таким образом защищен от воды звукопроницаемой обопочкой.

Предлагаемый ТУИ обеспечиваетувели- чоние направпенностм излучения в широком диапазоне частот, а тем самым и попышоние КПД, имея при этом простую конструкцию и электрическую схему. Наибоп е эффективным представляется использование предлагаемого ТУИ в жидкостях

Формула изобретения

I.Tot OGMXpesoM ультразвуковой излучатель, содержащий размещенные в корпусе плоский спиральный индуктор, закрепленный на подложке из изоляционного материала, и токопроводящую мембрану,

состоящую из магнитной и немагнитной частей, отличающийся тем, что, с целью обеспечения увеличения направленности излучения Р широком дигпазоне частот, он снабжен постоянным магнитом, расположенным по одну сторону подложки, по доугую сторону которой расположена не- могямтная часть мембраны, выполненная из высокоэлектропроводного материала, а ее магнитная часть - из магнитно-мягкого материала причем обе части мембраны, подложка и пос оянный магнит выполнены в виде дисков, установленных в корпусе с зазором.

, Излучат епь по п.1, о т л и ч а ю щ и й5 с я пгм что толщина мембраны крзтча по- длины излучаемой волмы.

И

Использование: для генерирования упругих колебаний в средах, в частности ультразвукового излучения в жидкостях. Сущность изобретения: излучатель содержит размещенный в корпусе плоский спиральный индуктор, закрепленный на подложке из изоляционного материала, по одну сторону которой расположен постоянный магнит, а по другую сторону- немагнитная часть мембраны, выполненная из высокоэлектропроводного материала, а ее магнитная часть - из магнитно-мягкого материала, причем обе части мембраны, подложка и постоянный магнит выполнены в виде дисков, установленных в корпусе с зазором, при толщина мембраны кратна половине длины излучаемой волны. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.