Магнитострикционный излучатель Советский патент 1981 года по МПК H04R15/00 

I

Изобретение относится к обработк материалов с ультразвуком, а именно к ультразвуковой технике, и может быть использовано при разработке

устройств для ультразвуковой обработки в различных областях машиностроения, преимущественно в области электронного маишностроения и технологических процессах сборки полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Известны магнитострикционные излчатели, выполненные в виде сплошног стержня из магнитострикционного материала, размещенного в катушке, по которой протекает переменный электрический ток .

Конструкция такого излучателя довольно проста, однако использование сплошного стержня в качестве преобразователя электромагнитных колебаний в механические (ультразвуковые колебания стержня) требует значительной напряженности подмагничивающего поля вследствие значительного рассеяния магнитного потока в незамкнутом магнитном контуре. Дополнительно к этому присутствуют потери на вихревые токи, что приводит к перегреву излучателя и, следов тельно, к изменению его собственной частоты.

Наиболее близким техническим решением является магнитострикционный излучатель, содержащий сердечник в виде замкнутого стержневого магнитопровода, на котором размещена обмотка возбуждения, подключенная к источнику электрических сигналов .

Недостаток данного устройства состоит в невысокой .интенсивности излучения.

Цель изобретения - повышение интенсивности излучения.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитострикционном излучателе, выполненном в виде сердечника с замкнутым магнитопроводом, стержни которого размещены в катушке переменного электромагнитного поля, профиль сердечника выполнен в виде эллипса, усеченного в одном из фокусов, длина эллиптической образующей сердечника и сумма длин ее фокальных радиусов выполнены кратными полуволне распространяющихся колебаний в сердечнике.

На фиг.1 изображен магнитострикционный излучатель с сердечником в виде усеченного эллиптического цилиндра; на фиг.2 - эпюра смещений в сердечнике под воздействием переменного магнитного поля.

Магнитострикционньш излучатель содержит сердечник 1, выполненный в виде усеченного эллиптического цилиндра с окном (например, в виде пакета из пластин магнитострикционного материала или цельного ферриг та) , катушку 2 для создания переменного магнитного поля, размещенную на стержнях 3 и 4 эллиптического сердечника 1 с поверхностью излучения 5.

Магнитострикционный излучатель работает следующим образом.

При протекании переменного электр ческого тока в катушке 2 возбдадается переменное магнитное поле, под воздействием которого в сердечнике 1 возбуждаются механические колебани Поскольку /щина эллиптической образующей сердечника 1 кратна длине полуволны его колебаний, то пучность последних находится в плоскости излучения 5. Сумма длин фокальных радиусов Г| + любой точке М эллиптической поверхности также кратна длине полуволны колебаний сердечника 1. Следовательно, происходит отражен волн механических колебаний по эллиптической образующей и фокусирование энергии колебаний в фокусе F . Вследствие этого Достигается повьпиенная

интенсивность колебаний в центральной части (F ) поверхности излучения 5. Таким образом, при передаче колебаний в зону обработки через волновод 6, в последнем интенсифицируются колебания в центральной его части, что обеспечивает более однородную передачу колебаний по сечению волновода.

Положительный эффект от использования изобретения достигается за счет полного отражения колебаний по эллиптической образукяцей сердечника и фокусирования энергии колебаний на поверхности излучения, что позволяет значительно повысить коэффциент полезного действия магнитострикционного излучателя.

Формула изобретения

1,Магнитострикционный излучатель содержащий сердечник в виде замкнутого стержневого магнитопровода, на котором размещена обмотка возбуждения, подключенная к источнику электрических сигналов, отличающийс я тем, что, с целью повьшения интенсивности излучения, профиль сердечника выполнен в виде эллипса, усеченного в, одном из .фокусов.

2.Излучатель по п.1, о т л и чающийся тем, что длина эллиптической образующей сердечника и сумма длин ее фокальных радиусов выполнены кратными полуволне распространяющихся колебаний в сердечнике.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Абрамов 0. В. Кристаллизация металлов в ультразвуковом поле. М., Металлургия, 1972, с. 42-44.

2.Бергман Л. Ультразвук. М., И.Л., 1956, с. 47 (прототип).