Магнитострикционный преобразователь Советский патент 1981 года по МПК H04R15/00 B06B1/08 

(54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к прибрростроению и может быть использовано в гидроакустике, измерительной технике, геоакустике и других областях . техники.

Известны магнитострикционные п реобразователи, содержапше стержень из тонких изолированных пластин или колец, на котором размещена обмотка из медного изолированного провода .

Однако такие преобразователи обладают малым коэффициентом преобразования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является магнитострикционный преобразователь, . содержащий сердечник в виде свернутой в рулон ленты из магнитост| икционного материала, покрытого иэолируквди споем, причем к концгт ленты подключен источник переменного тока.

Однако этот преобразователь также обладает мальве коэффициентом преобразования.

Целью изобретений является |увеличе ние коэффициента преобразования.

Цель достигается тем, что в устрой ство введены два идентичных стержня с нгисладками на наружных торцгис, прИ чем накладки жестко соединены с торЦс1ми сердечника,. а внутренние торцы стержней установлены с зазором.

Кроме того, сердечник снабжен двуыя обмотками, размещенными с наружной стороны, одна из которых подключена к источнику переменного тока, а другая к концам ленты, причем обмотки подключены синфазно.

Причем между торцами сердечника

10 и накладками введены шайбы из магнитотвердого материала с продольной поляризацией, а накладки выполнены из магнитомягкого материала.

Стержни выполнены из феррита бария, а накладки выполнены из феррита с высоким удельным электрическим сопротивлением.

На фиг. 1 показан один из вариантов выполнения предложенного устрой20ства; на фиг. 2 - принципиальная схема его электрической и магнитной цепей.

Магнитострикционный преобразователь содержит составную частотнопо-25 нижающую накладку в виде пластины 1, выполненную из магнитомягкого материала с малыми вихревыми потерями, например из феррита, и соединенную с шайбой 2 из феррита бария или другого магнитотвердого материгша, обладающего большим удельным электрическим сопротивлением. Последняя в свою очередь соединена механически с витым сердечником 3 из ленты магнитострикционного материала, свернутого в рулон . Противоположный торец рулона соединен с частотнопонижающей накладкой, выполненной аналогично описанной и состоящей из шайбы 4 и пластины 5. В центре пластин размещены стержни из магнитопроводящего материала с зазором б. На внешней поверхности сердечника размещены обмотки 7 и 8 (фкг. 1), причем обмотка 7 соединена с источником переменного тока (не по казано) посредством клемм А и Б, а обмотка 8 соединена с наружным и вну ренним концами рулона ленты (сердечника) .Между витками последнего размещена электроизоляция в виде лака, бумаги, окисной пленки, ткани и т.д. и т.п. Сердечник 3 электрически пред ставляет собой плоскую однослойную катушку, устройство которой пояснено на фиг. 2. Соединение обмоток 7 и 8 представлено на фиг.2. Магнитная цепь 9 состоит из сердечника 3, элементов 1, 2 и 4, 5, соединенных синфазно по магнитному потоку, и магнит ного сопротивления 10, образованного вследствие присутствия зазора 6 (фиг.1) между стержнями. В общем фиг. 2 представляет собой электричес кую схему трансформатора с подмагни чиванием от постоянных магнитов (эле менты 2 и 4 накладок), соединение об моток 7 и 8 пояснено выше. Эти обмот ки соединены синфазно. Один из концо обмотки 8 соединен с внутренним концом рулона через отверстие, выполнен ное в сердечнике (фиг.1). Если предложенный преобразователь использовать в режиме приема, то на стержнях пластин 1 и 5 или поверх сердечника 3 выполняется приемная обмотка, не показанная на фиг.1, с большим число витков, что обеспечивает заданную чувствительность. Внутри стержней мо жет быть выполнено отверстие для армирующего болта из немагнитного материала, например латуни или бронзы, что увеличивает прочность и надежность преобразователя при излучении большой мощности. Сердечник 3 выполняется из никеля, магнитострикционных сплавов типа К49Ф2, К50Ф2, пермаллоя , альфера и др. Шайбы 2 и 4 и стержни, установленные на пластинах 1 и 5, выполняются из феррита бария или самария. Магнитострикционный преобразователь в режиме излучения работает следующим образом. При подале переменного напряжения на клемме А и В первичной обмотки 7 во вторичной обмотке Вив сердечнике 3 за счет магнитной связи наводится электродвижущая . .сила, синфазная с входным напряжением. Суммарное действие тока в первичной 7 и вторичной обмотке 8 и сердечнике 3 приводит к увеличению переменной части магнитного поля. За счет магнитострикционного эффекта в сердечнике возникают колебания преобразователя. КолебаВИЯ стержней приводят к изменению величины зазора 6, что приводит к изменению магнитного сопротивления 10 в магнитной цепи 9, что позволяет дополнительно увеличить переменную часть -магнитного поля и следовательно, амплитуду колебаний преобразователя. Наличие магнитных шайб 2 и 4 обеспечивает работу преобразователя на наиболее крутом участке кривой магнитострикционного материала сердечника. Оптимг.льный режим достигается варьированием величины зазора 6 в пределах 0,1-1,0 мм. Предлагаемый Магнитострикционный преобразователь дает возможность увеличить .коэффициент преобразования на 10-15 дБ. Экономическая эффективность зависит от области использования преобразователя. Она увеличивается с повышением мощности, потому, что с повышением чувствительности увеличивается . также электроакустический КПД. Формула изобре ТЕНИЯ 1. Магнитострикционный преобразователь , содержащий сердечник в виде свернутой в рулон ленты из магнито- . стрикционного материала, покрытого изолирующим слоем, причем к концгил ленты подключен источник переменного тока, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента преобразования, внутри сердечника установлены два идентичных стержня с накладками на наружных торцах, причем аакладки жестко соединены с торцами сердечникаj а внутренние торцы стержней установлены с зазором, 2. Преобразователь по п.1, о т личаю щийся тем, что сердечник снабжен двумя обмотками, размещенными с наружной стороны, одна из которых подключена к источнику переменного тока, а другая к концам ленты, причем обмотки подключены синфазно. 3.. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что между торцами сердечника и наклс1дксии1 введенны шайбы иэ; магнитотвердого материала с продольной поляризацией. а накладки выполнены из магнитомягкого материала. 4. Преобразователь по п.1, 6 т ч ающи и ся тем, что стержни; выполнены из ферритабария, а нак-ладки выполнены из феррита с высокиЦ удельным электрическим сопротивлением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Кардавдев Г.А. и др. Тепломассообменные акустические процессы

и аппараты.. М., Мгшш нос троение , 1973, с. 90-91.

11

/У/У//У

л V

iliiiiiiiiiii

1||||||||«1Я1

fiiiiiiiitiii

i SiSi i

ItllllllllKI

iiiiiiiiiiiti

IIIIIIIIIIKI

iiiiiiiiiiiii

iiiiiiiiiiiii IIIIIIIIIIIII iiiiiitiiiiii IIIIIIIIIIIII IIIIIIIIIIIII iiiiiiiiiSiii IIIIIIIIIIIII

IIIDIIIIIIfl

IIIIIIIIIIIII

illljlill::;;

iiiiiiSiiiiil

IIIIIIIIIIIII

iiiiiiiiiiil

iliiilii::::

V////.