Магнитострикционный преобразователь Советский патент 1977 года по МПК B06B1/08 H04R15/00 

1

Изобретение относится к области ультразвуковой техники и может найти применение в различных контрольных устройствах и технологических процессах, например в ультразвуковой сварке, ультразвуковой обработке и г. п.

Известен магнитострикционный преобразователь, содержащий магнитопровод с обмоками пт дмагничивания и возбуждения и датчик механических колебаний, выполненный в виде дополнительного магнитопровода с обмоткой 1. Однако отмечается сложность конструкции и малый КПД за счет размыкания основного магнитопровода и наличия дополнительного магнитопровода с обмоткой.

Известен также магнитострикционный преобразователь, содержащий двухстержневой замкнутый магнитопровод, две соединенные последовательно и согласно включенные обмотки возбуждения, расположенные на разных стержнях магнитопровода, компенсационную обмотку и обмотку датчика механических колебаний, при этом обмотка датчика-механических колебаний выполнена

в виде двух обмоток компенсирующей, расположенной на середине магнитопровода, и синхронизирующей, размещенной на торце магнитопровода. Обе обмотки включены встречно-последовательно 2. Суммарная ЭДС с обеих обмоток использована в качестве сигнапа обратной связи.

Недостаток известного преобразователя заключается в малом сигнале ЭДС датчика механических колебаний вследствие того, что магнитный поток рассеяния от обмоток возбуждения несоизмеримо мал по сравнению с потоком магнитострикдии, кроме этого, сигнал в обмотке датчика механических колебаний может очень сильно колебаться в зависимости от изменения нагрузки преобразователя, что приводит к нестабиль ности работы преобразователя, использующего этот сигнал в качестве сигнала обратной связи.

Цель изобретения - увеличения ЭДС в обмотке датчика механических колебаний и повышение стабильности работы преобра зователя. Это достигается за счет того, что в преобразователе компенсационная обмотка охватывает оба стержня магнитопровода и включена поспедоватепьно и встречно с обмотками возбуждения, а обмотка датчика механических колебаний расположена в торце магнитопровода на одном из стержней, в котором скомпенсирован по ток возбуждения. На чертеже представлен предлагаемый магнитострикционный преобразователь. Преобразователь состоит из двухстержн вого замкнутого магнитопровода 1, изготовленного из магнитосрикционного матери ла и примыкающего к нагрузке через концентратор 2, обмоток возбуждения 3 и 4, компенсационной обмотки 5, охватывающей оба стержня магнитопровода и включенной последовательно и встречно с обмотками возбуждения, а обмотки 6 датчика механических колебаний расположены в торце магнитопровода на одном из стержнейjB котором скомпенсирован поток возбуждения. Преобразователь работает следующим образом. При подаче напряжения питания на обмотки возбуждения 3 и 4 и компенсирующую обмотку 5 за счет магнитострикционного эффекта возбуждается магнитопровод 1, колебаниякоторого через концентратор 2 подаются в нагрузку. С обмотки 6 снимается сигнал, пропорциональный амплитуде механических колебаний торца преобразователя, который может быть использован в цепи обратной связи для автоматической подстройки частоты возбуждающего генератора. Величина ЭДС в обмотке 6 определяе ся скоростью изменения потока Т где f - суммарный поток, пересекающий обмо 2л. -t-K М.СТр гдеФ2 -главный поток от обмоток возбужден 3 и 4; Фк -компенсационный поток от обмотки 5; ФМ.С.ТР. -поток обратной магнитострикции. При выборе числа витком компенсационной обмотки 5 таким, чтобыФг Фц,ЭДС в обмотке 6 будет определяться только скоростью изменения потока Фм.стр. При частоте тока возбуждения обмоток 3 и 4, существенно отличающейся от частоты механического резонанса магнитострикионного преобразователя Ф .стр. сигнал в обмотке 6 практически отсутстует. На частоте механическогорезонарса реобразователя поток магнитострикции езко возрастает, что приводит к возникноению ЭДС в обмотке 6, которая может спользоваться для автоподстройки частоты озбуждающего генератора. Формула изобретения Магнитострикционный преобразователь, содержащий двухстержневой замкнутый магнитопровод, две соединенные последовательно и согласно включенные обмотки возбуждения, расположенные на разных стержнях магнитопровода, компенсационную обмотку и обмотку датчика механических колебаний, отличающийся тем, что, с целью увеличения ЭДС в обмотке датчика механических колебаний и повышения стабильности работы, компенсационная обмотка охватывает оба стержня магнитопровода и включена последовательно и встречно с обмотками возбуждения, а обмотка датчика механических колебаний расположена в торце магнитопровода на одном из стержней. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 246172, кл. В Об В 1/08, 1968. 2,Авторское свидетельство СССР № 2664О7, кп. В 06 В 1/08, 1969.