Устройство для возбуждения ультразвуковых колебаний Советский патент 1980 года по МПК B06B1/00 

ваемая емкость, выполненная в виде двух встречно включенных диодов, при этом их средняя точка подключена к одному из выходов источника опорного напряжения, а крайние точки через балластные сопротивления подключены К его другому выходу,

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит задающий генератор 1, предусилитель 2, на выходе которого последовательно включено омическое сопротивление 3 и пьезоэлектический резонатор 4, Средняя точка этих элементов соединена с усилителем 5 мощности, нагруженным ультразвуковым преобразователем б и измерительным сопротивлением 1, Параллельно пьезоэлектрическому резонатору 4 включена индуктивность 8 и через емкость 9 - перестраиваемая емкость на базе двух встречно включенных диодов (стабилитронов) 10 и 11. Устройство содержит также цепь обратной связи по фазе, включающую соединенный с выходом ультразвукового преобразователя б квадратурный фазовращатель 12 фазовый детектор 13, входы которого соединены с выходами усилителя 5 мощности и квадратурного фазовращателя 12, и источник 14 опорного напряжения, один из выходов которого соединен с выходом фазового детектора 13 и средней точкой диодов 10 и 11, а второй выход соединен через балластные сопротивления 15 и 16 с крайними точками диодов 10 и 11,

Устройство работает следующим образом.

Напряжение задающего генератора 1 через предусилитель 2 подается на последовательно включенную цепочку из сопротивления 3 и резонатора 4, С выхода резонатора 4 напряжение поступает на вход усилителя 5 мощности, нагруженного ультразвуковым преобразователем 6, с последовательно включенным измерительным сопротивлением 7, Параллельно резонатору 4 включена индуктивность 8, Амплитудночастотная зависимость входного импеданса этой параллельной цепочки имеет М-образную строго симметричную характеристику. На вход усилителя мощности подается напряжение М-образной формы, Усиленное усилителем 5 мощности напряжение М-формы возбуждает ультразвуковой преобразователь б различным напряжением при изменении частоты. На частоте механического резонанса возбуждаемое напряжение минимально и возрастает с уменьшением или увеличением частоты относительнорезонансной. Механическая добротность ультразвукового преобразователя 6 выбирается равной добротности, определяемой по средней части М-образной характеристики с вершиной на минимуме этой характеристики. Это

позволяет получить минимальную неравномерность в полосе пропускания. При постоянной добротности пьезоэлектрического резонатора 4 небольшие изменения добротности М-образной характеристики возможны при изменении сопротивления 3,

Резонансная частота ультразвукового преобразователя б, работающего в различных режимах электрического возбуждения, изменяется. Как правило при увеличении подводимой электрической мощности уменьшается резонансная частота максимума механических колебаний. Для частотной привязки частоты механического резонанса к частоте среднего минимума М-образной характеристики выходное напряжение с измерительного сопротивления 7 через квадратурный фазовращатель 12 и фазовый детектор 13 подается на диоды 10 и 11, При изменении напряжения фазового детектора 13 емкость диодов изменяется до тех пор, пока частота среднего минимума М-образной характеристики, системы из паралелльного соединения резонатора 4 и индуктивности 8 совпадет с.частотой механического резонанса,При этом вся М-образная характеристика симметрично сдвигается по частотной оси в сторону уменьшения частоты со среднего минимума. Для начального смещения частоты этого минимума служит источник 14 опорного напряжения.

Предлагаемое устройство для возбудения ультразвуковых преобразователе обладает положительным эффектом, состоящим в повышении качества ультразвуковой обработки. Это достигается тем, что амплитудно-частотная характеристика устройства является равномерной в широкой полосе, дестабилизация акустической мощности за счет выхода из резонанса механической колебательной системы сведена до минимума ,

Формула изобретения

Устройство длявозбуждения ультра-звуковых колебаний, содержащее задающий генератор, предусилитель, подключенный к выходу задающего генератора, последовательно соединенные усилитель мощности, ультразвуковой преобразователь и измерительное сопротивление, а также цепь обратной связи по фазе,

включающую квадратурный фазовращатель, соединенный с выходом ультразвукового преобразователя, фазовый детектор, входы которого соединены соответственно с выходами усилителя мощности и

квадратурного фазовращателя, и источ-. ник опорного напряжения, соединенный с выходами фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью уменьшения неравномерности

частотной характеристики, в него введены омическое сопротивление, включенное между выходом предусилителя и входом усилителя мощности, пьезоэлектрический резонатор, подключенный к выходу омического сопротивления, подключенные параллельно пьезоэлектрическому резонатору индуктивность и перестраиваемая емкость, выполненная в виде двух встречно включенных диодов, при этом их средняя точка подключена к одному из выходов источника опорного напряжения, а крайние точки через балластные сопротивления подключены к его другому выходу

t

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 391913, кл. В 23 К, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 521947, кл. В 06 В 1/02, 1975 (прототип) .