Ультразвуковой преобразователь Советский патент 1983 года по МПК B06B1/08 

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к акустике, в частности к ультразвуковой технике, и может быть использовано в различном технологическом оборудовании.

Известен ультразвуковой преобразователь радиальных колебаний, у которого обмотка возбуждения уложена по всей поверхности пакета, набранного из кольцевых пластин, изготовленных из магнитострикционного материала 1.

Однако известный преобразователь характеризуется расположением на его рабочих поверхностях обмотки возбуждения, препятствующей непосредственному акустическому контакту, например с волноводно-излучающей системой, и узким диапазоном рабочих частот, обусловленным тем, что преобразователь набран из пластин, выполненных с одинаковым средним радиусом.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является ультразвуковой преобразователь, содержащий пакет кольцевых пластин и обмотку возбуждения, проходящую через симметрично расположенные цилиндрические отверстия 2. ,

Однако известное устройство имеет узкую полосу рабочих частот.

Цель изобретения - расширение полосы рабочих частот.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве цилиндрические отверстия выполнены на окружностях с различными радиусами, разность которых составляет 0,05-0,80 ширины пластины, причем разность радиусов окружностей смеж10ных отверстий не превышает величины их диаметра.

На фиг. 1 представлено выполнение

кольцевых пластин с цилиндрическими

отверстиями, расположенными в один

,5 кольцевой ряд; на фиг. 2 - то же, в два

кольцевых ряда.

Пакет преобразователя набирают из кольцевых пластин 1, изготовленных с одинаковым средним радиусом. Для укладки обмотки возбуждения в пластинах 20 выполнены цилиндрические отверстия 2, расположенные радиально на разных окружностях.

При подключении обмотки возбуждения к источнику питания (не показан) в преобразователе возникают магнитные сило-, вые линии, проходящие по окружностям, лежащим в плоскостях перпендикулярных его оси. Под влиянием магнитострикцинных сил, развивающихся в толе преобразователя, длина его средней окружиости периодически изменяется, что приводит к радиальиым механическим колебаниям рабочей поверхности преобразователя. Поскольку ширина активной части кольцевой пластины 1 иа разиых ее участках не одинакова, то каждая из пластин, образующих пакет преобразователя, и, следовательно, весь преобразователь в целом имеют диапазон резонансных частот. При работе преобразователя в нем устанавливается несколько различнцх, но близких резонансов. Величина диапазона рабочих частот преобразователя определяется разностью радиусов окружностей, на которых лежат цилиндрические отверстия кольцевого ряда. Разность этих радиусов находится в пределах 0,05-0,80 щирины активной части кольцевой пластины. Если она менее 0,05 указанной щирины, то преобразователь имеет узкий диапазон рабочих частот. Если же она в своих значениях превышает 0,80 щирины активной части кольца, то становится возможным усталостное разрущение преобразователя. При этом величина разности радиусов окружностей в одном кольцевом ряду у двух рядом расположенных окружностей не должна превыщать величины диаметра цилиндрических отверстий, выполненных в пластине, так как при максимальной разности радиусов упомянутых окружностей преобразователь обладает узким диапазоном рабочих частот. Формула изобретения Ультразвуковой преобразователь, содержащий пакет кольцевых пластин и обмотку возбуждения, проходящую через симметрично расположенные цилиндрические отверстия, отличающийся тем, что, с целью расщирения полосы рабочих частот, цилиндрические отверстия выполнены на окружностях с различными радиусами, разность которых составляет 0,05-0,80 щирины пластины,/причем разность радиусов окружностей смежных отверстий не превыщает величины их диаметра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3246288, кл. 340-11, 1963. 2.Ультразвук. - Советская энциклопедия. М., 1979, с. 198 (прототип).