Устройство для возбуждения акустических колебаний Советский патент 1993 года по МПК B06B1/04 

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для возбуждения мощных импульсов давления при инженерно-геологических исследованиях морского дна.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности устройства путем обеспечения повышенного по сравнению с аналогами КПД с одновременным исключением кавитационного (как у прототипа) характера формирования импульса давления.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для возбуждения гидроакустических волн, состоящего из двухканального генератора импульсов тока 1. блока запуска 2 коммутатора первого канала ГИТа, измерителя тока индукционного (например, пояса Роговского) 3, блока сравнения 4 (например, на основе тиратрона с положительной пусковой характеристикой), блока регулировки смещения (например, регулируемого источника постоянного напряжения, подаваемого на управляющую сетку тиратрона) 5, блока запуска 6 коммутатора второго канала ГИТа, излучателя 7.

Принципиальная схема двухканального генератора импульсов тока и излучателя представлена на фиг. 2. Она содержит, ао- первых, зарядное устройство, содержащее повышающий трансформатор 1. выпрямитель 2, зарядное сопротивление 3, конденсаторные батареи 4 и 5, во-вторых, устройство управления разрядом конденсаторных батарей, содержащее тиристор 7, управляющий разрядом батареи 4 на индуктор 9 излучателя, тиристор 8, управляющий разрядом батареи 5 на индуктор 10 излучателя, разделяющий дроссель 6.

Работает устройство следующим образом.

С помощью зарядного устройства энергия накапливается в конденсаторных батареях (в дальнейшем - накопителях) и когда на тиристор 7 поступает импульс запуска, он срабатывает и разряжает батарею 4 на

00

§

VI

р

со

катушку индуктора 9. излучателя. Импульс тока,, протекая по катушке 9, вызывает в электропроводной мембране вихревые токи. Взаимодействие разрядного и вихревых токов вызывает появление электромеханических сил отталкивания, деформирующих мембрану в виде перемещения ее в сторону окружающей среды так, что скорость перемещения мембраны пропорциональна давлению, создаваемому в окружающей среде вследствие перемещения мембраны. Импульс тока, протекающий в первом канале ГИТа, вызывает в индукционном измерителе тока импульс напряжения, подаваемый на вход схемы сравнения, в которой коммутатор с положительной характеристикой зажигания срабатывает в момент перехода напряжения через ноль так, что путем управления напряжения на сетке коммутатора от бяока регулировки смещения можно регулировать момент срабатывания коммутатора, который в свою очередь запускает тиристор второго канала ГИТ. Соответственно импульс напряжения, открывающий тиристор 8, может быть смещен относительно пуска тиристорэ 7 на величину от яУ4 до тг/2, в результате чего начало импульса тока в индукторе 10 также Смещено на величину от л/4 до л: /2 относительно начала импульса тока в индукторе 9.

Принципиально конструкция излучателя представлена на .фиг. 3. Излучатель содержит корпус 1, излучающую электропроводящую мембрану 2, основной индуктор 3 (поз. 9 на фиг. 2), дополнительный индуктор 4 (поз. 10 на фиг. 2), литая композиционная изоляция 5. В момент срабатывания первого канала ГИТ электромеханические усилия, действующие на мембрану, сосредоточены под основным индуктором 3, соответственно в этой области имеет место перемещение мембраны в сторону окружающей среды. Область-мембраны под дополнительным индуктором 4 отстает в своем перемещении. Из-за отставания перемещения центральной области мембраны на периферии этой области возникают тангенциальные (направленные по касательной к поверхности) деформации мембраны, которые в излучателях всех аналогов и прототипа снижают КПД устройства

и обусловливают кавитационные явления в окружающей среде в центральной области мембраны.

В предлагаемом техническом решении

дополнительный импульс тока во втором канале ГИТа, сдвинутый во времени по отношению к импульсу первого канала обусловливает дополнительный электродинамический толчок, уменьшающий расходование энергии на тангенциальные деформации мембраны. Причем сдвиг импульсов тока в основном и дополнительном индукторах излучателя подбирается регулировкой смещения (напряжения на сетке

коммутатора блока регулировки смещения 5 на фиг, 1) до достижения максимума амплитуды давления, создаваемого в окружающей среде.

Формул а изобретёни я

Устройство для возбуждения акустических колебаний, содержащее генератор импульсов тока, зарядное и пусковое устройства и излучатель, включающий основной кольцевой индуктор и излучающую

мембрану, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и надежности работы, в него введены дополнительный кольцевой индуктор, расположенный в одной:

плоскости и соосно с основным кольцевым

индуктором внутри него, измеритель тока, блок сравнения и блок регулировки смещения, генератор импульсов тока выполнен двухканальным, зарядное устройство выполнено в виде последовательно соединен- /

ных повышающего трансформатора,

выпрямителя, зарядного сопротивления и

двух конденсаторных батарей, а пусковое

устройство - в виде двух блоков запуска

коммутаторов первого и второго каналов генератора импульсов то.ка и двух тиристоров, соединенных с основным и дополнительным кольцевыми индукторами через конденсаторные батареи, причем блок запуска коммутатора первого канала подключен к

входу первого канала генератора импульсов тока, выход которого связан с входом второго канала через последовательно соединенные измеритель тока, блок сравнения и блок запуска коммутатора второго канала, .при

этом выход второго канала сопряжен с излучателем, а блок регулировки смещения подключен к блоку сравнения.

ЧР

i

Использование:.гидроакустика, возбуждение мощных импульсов давления. Сущность изобретения: устройство для возбуждения акустических колебаний содержит двухканальный генератор импульсов тока, зарядное и пусковое устройства И излучатель, который включает основной и дополнительный кольцевые индукторы и излучающую мембрану, а также измеритель тока, блок сравнения, блок регулировки смещения, блоки запуска коммутаторов первого и второго каналов генератора импульсов тока. Второй канал связан с первым через последовательно соединенные измеритель тока, блок сравнения и блок запуска коммутатора второго канала, а блок регулировки смещения подключен к блоку сравнения. 3 йл.

От генератора ж

„ /ковш им/прйсов 7 I/ первого канала

& Отгенврв.- /пора, лусхо- $ых иплульсоо

фиг.1

: %ftr&sr&s%

фш.З 4

I -.,//

т

От генератора жковш им/прйсов ервого канала

Отгенврв.- /пора, лусхо- $ых иплульсоо

второго котла.

8/п ff/парого канала, Г#Г

Jfc «ши1ш«

0ffi/iepSpzo канала ГИТ