Способ генерации акустических колебаний Советский патент 1980 года по МПК B06B1/00 

Изобретение относится к области акустики и может быть использовано для гидроакустической связи, дефектоскопического контроля, градуировки гидрофонов.

Известен способ генерации ме.ханических колебаний, заключающийся в воздействии одноро.аного магнитного поля и электрического тока на электролит 1.

Однако этот способ не позволяет достичь высоких интенсивностей звука из-за необходимых больших токов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ генерации акустических колебаний, заключающийся в воздействии на жидкость с магнитными свойствами переменного магнитного поля 2.

Однако этот способ не позволяет получать высоких интенсивностей акустических колебаний.

Целью изобретения является увеличение интенсивности акустических колебаний.

Цоставленная цель достигается благодаря тому, что на жидкую среду дополнительно накладывают постоянное однородное магнитное поле, а переменное магнитное поле

создают неоднородным с градиентом, кол.линеарным направлению излучения.

При наложении на ферромагнитную жидкость переменного неоднородного магнитного поля за счет пондеромоторных сил в объеме жидкой фазы возникают переменные давления, которые являются источником акустических колебаний. Интенсивность же акустических колебан.ий. излучаемых в жидкие среды, определяется: а) величиной магнитного напряжения

(,(1)

гдеМ(ЭС ) - намагниченность жидкости в

объеме, зависящая от напряжен ности магнитного поля; Ж - напряженность магнитного поля;IQ - высота столба ферромагнитной

жидкости;

б) геометрическими размерами объема жидкости;

в) направлением действия объемной силы (при Несовпадении последней с направлением излучения акустических колебаний и.злучаемая интенсивностью резко уменьщается, что связано с возбуждение.м радиальных

колебаний, которые не вносят вклад в излучае.мую (полезную) акустическую энер-, гию).

На чертеже показана схема генерации акустических колебаний ультразвукового диапазона частот в жидкость.

Полый цилиндр с немагнитной боковой поверхностью 1 (например, из стекла) заполнен ферромагнитной жидкостью 2, которая граничит с воздухом и жидкой средой, принимающей излучаемые колебания, и отделена от них с помощью мембран 3 и 4. Мембраны 3 и 4 - тонкие податливые пленки, предназначенные для устранения диффузии в ферромагнитную жидкость граничащей фазы, а также устранения эффектов, вызванных неустойчивостью поверхности в магнитном поле. Соленоиды 5 являются источником переменного неоднородного, а соленоиды 6 - постоянного однородного магнитного поля.

Обмотки соленоидов 5 намотаны на кольцевые каркасы, имеющие в сечении форму равнобедренной трапеции, и размещены с коаксиальной симметрией относительно направления излучения колебаний, причем

меньшие основания трапеций противоположны друг другу. Такая конструкция соленоидов обеспечивает постоянство напряженности переменного магнитного поля в сечении, перпендикулярном оси, и периодическое изменение градиента напряженности на противоположное в процессе генерации колеба(ий, причем градиент напряженности коллинеарен направлению излучения.

Оси соленоидов постоянного магнитного поля могут быть сориентированы относительно осей соленоидов переменного поля произвольно. На фиг. 1а они соосны, а на фиг. 16 - перпендикулярны друг другу.

Под действием сил пондеромоторного взаимодействия поля с жидкой фазой возникают распределенные по объему силы, величина и направление которых периодически меняется с частотой задающего напряжения. Для получения резонанса период переменного магнитного поля выбирают равным периоду собственных колебаний объема феррожидкости.

Применение постоянного однородного магнитного поля позволяет наиболее эффективно использовать свойства магнитной жидкости за счет возможности выбора рабочей точки, а неоднородное переменное поле способствует уменьшению радиальных колебаf5 НИИ, являющихся паразитными и отбирающих энергию от основных осевых колебаний жидкости. Таким образом, интенсивность основных осевых колебаний будет увеличина.

Формула изобретения

Способ генерации акустических колебаний, заключающийся в воздействии на жидкость с магнитными свойствами переменного магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью увеличения интенсивности колебаний, на жидкуюсреду дополнительно накладывают постоянное однородное магнитное поле, а переменное магнитное поле создают неоднородным с градиентом коллинеарным направлению излучения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 410821, кл. В 06 В 1/00, 1971. 2. Бергман Л. Ультразвук. М., «И.,Т.. с. 50-51.

}i conit

л Г