Широкополосный ультразвуковой преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H04R15/00 

(54)

ШИРСЖСЯТОЛОСНЫЙ УЛЬТРА УКСВС ПРЕСЖРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к ультразвукоч вой технике и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии и в звукотехнике. Известен ферромагнитный измеритель интенсивности ультразвука, содержащий магнитострнкцисжвый резонансный стержень, катушку, подключенную к измерителю, диамагнитные волновод и шаровой приемник. В измерителе использован обратный эффект магнитострикции: под дейст нем внешней периодической силы происходит колебание длины никелевого сте жня, за счет чего в проводнике катушки индухдаруется ЭДС 1 j . Однако такой преобразователь в принципе является узкополосным в силу своих резонансных свойств. Наиболее близким по технической суо ности к предлагаемому является преобразователь, содержащий ферромагнитный стержень и катушку с каркасом {, 2 . Основным недостатком преобразовател является его частотная избирательность и сравнительно небольшая полоса частот, в которой его амплитудно-частотная характеристика равномерна. Цель изобретения - расширение полосы частот. Поставленная цель достигается тем, что катушка намотана на ферромагнитном стержне и ка1жасе с циями, все секции, намотанные на стер: е с постоянным ша« roM(j в один слой, Соединены поочеред- но последовательно с сшсшшми, намотанными на каркасе,-при этом длина обмотки в секции стержня и в секшей каркаса S выбираются вз соотношения d/S 9В скорость ультразвука в материале стержня; С - скорость распространения электромагнитного возбуждення по проводу катушки. Кроме того, ферромагнитный стержень может быть выполнен вэ { гагнвтопласте, а также в ввде тонкостенной диэлектрической оболочки, заполненной ферромагнитной жидкостью.

На чертеже схематически изображен широкополосный ультразвуковой преобразователь.

Преобразователь содержит волновод 1, ферромагнитный стержень 2, катушку,

включающую каркас 3 и проводник (изо лированный провод), намотанный однослойно на стержень и многослойно 5 на каункас, а также демпфер 6.

Преобразователь работает следующим образом.

Механические колебания звуковой или ультразвуковой частоты от колеблкнцегося объекта через волновод 1 передаются в ферромагнитный стержень 2 и затухают в демпфере 6. В ферромагнитном стержне устанавливается режим бегущей волны лродольных колебаний, скорость распросг ранения которых мало изменяется с изменением частоты. По мере распространения фронта волны слои ферромагнитного материала смещаются вместе с ферромагнйт ными частицами. За счет смещения магнитной массы в проводнике катушки наводится ЭДС индукции, которая усиливается по длине катушки за счет соблюдения синхронизма скоростей распространения ультразвуковой и электромагнитной-волн, ко/ торый обуславливается выбором односло)йн ной намотки вдоль оси катушки и длины провода многослойной намотки, удовлетворяющих соотношению d/б / /G зм ™® намотки однослойных секций; S - длина провода в секции стерж ня и секции каркаса; скорость ульт развука в материале стержня; Сэм скорость распространения электромагнитного возбуждения по проводу катушки.

Формула изобретения

1. Широкополосный ультразвуковой преобразователь, содержащий ферромаг нитный стержень и катушку с каркасом, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы частот, катушка намотана на ферромагнитном стержне и каркасе секциями, все секции, намотанные на стержне с постоянным шагом с в один спой, соединены поочередно последовательно с секциями, намотанными на каркасе, при этом длина обмотки в секции стержня и в секции каркаса S выбирается на, отношения