Магнитострикционный преобразователь Советский патент 1976 года по МПК H04R15/00 H03H9/30 B06B1/08 

(54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к области акустики и ультразвуковой техники и может быть использовано при разработке широкополосных преобразователей магнитострикционных линий задержки и в ферроакустических устройствах обработки информации.

Известны широкополосные магнитостр11кционные преобразователи, сердечники которых выполнены из того же матер мла,. что и звукопроводы, в которых возбуждается

ультразвуковая волна. При этом обеспечивается их акустическое согласование, так как в качестве сердечника магнитострикционного преобразователя используется участок самого звукопровода. Однако требования, предъявляектые к материалам сердечни га и звукопровода, не совпадают, поэтому сердечник приходится изготавливать из материала, не обладающего наилуч шими магнгггострикционными свойствами. Это уменьшает амплитуду возбуждаемого ультразвукового импульса. Это частично устраняется в магнитострикциоиных преобразователях, в которых в качестве сердечч ника используется участок звукопровода,

на поверхность которого нанесено из материала с высокой магнитострикцией.

Известен магнитострикционный преобразователь, включающий звукопровод с охватывающей его обмоткой возбуждения и покрытие из магнитострнкционного материала, нанесенное на участок поверхности зиукопровода под возбуждающей обмоткой. Однако отмечается неполное согласование между покрытием и звукопроводом, всвязи с чем амплитуда вoзбyждae rыx колебаний недостаточно велика. Амплитуда ультразвукевого импульса, возбуждаемого в звукопро- воде и поступающего на выход преобразователя, зависит не только от амплитуды возбуждающего импульса тока и магнитострикционных свойств материала покрытия, но и от отношения площади покрытия к плопшди сечения звукопровода. При малой толщине покрытия амплитуда возбуждаемого импульса растет с увел1{чением этого отношения. Однако при зпачите.пьном увеличении этого отношения ухудшается согласование меладу покрытием и звукопроводом, в покрытии появляются стоячие волны, воз|)-K-i/iiOT UHxpcEibiG ТОКИ, формэ импульса иска/каотсн. Это обстоятельство ограничи- |,;кл1 возможность увеличения актплитуды ьхзбу;кдаемых колебаний. Цель изобретения - увеличение амплиту ды возбуждаемых преобразователем колебаний. Это достигается за.счет того, что покрытие выполнено из нескольких электрически изолгфованных между собой слоев в виде полос, заостренных в направлении выхода преобразователя, длина которых п 1овышает длину обмотки возбуждения. На чертеже представлен предлагаемый магнитострикционный преобразователь. , Преобразователь содержит звукопровод 1 с охватыBaioiiieи его обмоткой возбуждения 2, намотанной на каркасе 3, демпфер 4, покрытие из магнитострикционного материа ла, выполненное из нескольких слоев в ви де полос 5, электрически изолированных между собой диэлектрическими прослойками 6. Длина полос 5 бо/1ьше длины обмотк возбуждения 2, а сами полосы выполнены заостренными в направлении выхода преобразователя, так что.площадь сечения полос плавно убывает до нуля. Предлагаемый магнт1тострикционный преобразователь работает следующим образом. Возбуждающий импульс тока поступает в обмотку возбуждения 2. Образующеесяпри этом импульсное магнитное поле воздействует на материал полос 5 и, вследствие магнитострикционного эффекта, возбу дает в каждой из них два ультразвуковых импульса, распространяющихся в противоположных направлениях. По мере распространения ультразвуковых иктульсов вследствие сильной акустической связи между слоями происходит перераспределение энер гии между полосами 5 и звукопроводом 1. Амплитуда механического напряжения выравнивается по всему сечению сердечника преобразователя. Поскольку площадь сечения полос 5 в направлении выхода преобрагзователя плавно убывает, то энергия ультразвукового импульса, распространяющегося в этом направлении, постепенно локализуется в звукопроводе 1. Плавное уменьщение щирины полос 5 в направлении выхода преобразователя обеспечивает их акустическое согласование со звукопроводом, Вследствие этого энергия ультразвуковых импульсов, возбужденных в полосах 5 и распространяющихся в направлении выхода преобразователя, практически полностью переходит в звукопровод 1, Энергия ультразвуковых импульсов, распространяющихся в противоположном направлении, поглощается демпфером 4. Предлагаемый магнитострикционный npew образователь может быть использован в различных ферроакустических устройствах, в частности в ферроакустических запоминающих ячейках и линиях задержки, что уменьщает количество требуемых преобразователей и- связанны) с ними формирователей импульсов, а следовательно,уменьщает габариты, вес и надежность этих устройств. Формула изобретения Магнитострикционйый преобразователь, включающий звукопровод с охватывающей его об откой возбуждения и покрытие из магнитострикционного материала, нанесенное на участок поверхности звукопровода под возбуждающей обмоткой, о- т л и - чающийся тем, что, с целью увеличения амп 1итуды возбуждаемых колебаний, покрытие выполнено из электрически изолированных между собой слоев в виде полос, заостренных в направлении выхода преобразователя, длина которых превыщает длину обмотки возбуждения.