Кольцевой магнитострикционный преобразователь

ОЮЗ СОВЕТСКИОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 1 В 06 В 1/08 Н 04 К 1 ую сердечник,й с я тем, чтоиапазона рабоч ьно охватываю ю щенияохра У 12.Д.Болтачев целью расшичастот при нии равномерностиик выполнен из излучения,магнитостритиями, расп еталлов УралН СССР ционнои ленты с отверседеленными вдоль ленты по закону тразвуковыеМир", 1972,1(п - 1) тельство ССС1/08, 1972.тельство ССС15/00, 1976 ний радиус внут рдечние свидеН 04 К ика верстии;итрамиий, отннег ентрами отверсОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт физикикого научного центра(54)(57) КОЛЬЦЕВОЙ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий сердечник витой слоистой конструкции с чередующимися слоями из диэлектрического и магнитострикционного материалов и обмотку возбуждения, торока;" шаг спирали серде- порядковый номер- расстояние между первых двух отвер считанных от внут конца спирали, - расстояние между и-го и (и + 1)-го2494 2териалов и обмотку возбуждения, сердечник выполнен иэ магнитострикционной ленты с отверстиями, распределенными вдоль ленты по закону 5 Г 1 аТ.(п - 1)1 О 15 го отходов магнитострикционного материала, связанных с операцией штамповки колец из ленты.Известен также магнитострикционный преобразователь кольцевой формы,25содержащий сердечник витой слоистойконструкци, в котором чередуютсяслой диэлектрического материала ислой магнитострикционного материала,в котором выполнены сквозные отверстия, и электрическую обмотку 2 3.Такой преобразователь обладаетшироким диапазоном рабочих частот,однако имеет большую неравномерностьизлучения упругих колебаний в радиальной поверхности, что ограничивает З 5область его применения,Наиболее близким по технической а г = -2 Э108Изобретение относится к акустике и может быть использовано для излучения и приема акустических сигналов.Известен преобразователь кольце-. вой формы, содержащий магнитострикционный сердечник, набранный из отштамповачных колец, и обмотку возбуждения, тороидалцно охватывающую сердечник, при этом кольца имеют отверстия 1 1.Однако наличие отверстий в магни,тострикционцом сердечнике понижает добротность преобразователя, тем самым увеличивая диапазон рабочих частот.Недостатком такого преобразователя является трудоемкость изготовления, требующая больших затрат времени и наличия большого количества сущности к предлагаемому является кольцевой магнитострикционный преобразователь, содержащий сердечник витой слоистой конструкции с чередую. щимися слоями из диэлектрического и магнитострикционного материалов и обмотку возбуждения, тороидалцно охватывающую сердечник 3 .45Недостатком такого преобразователя является узкий диапазон рабочих частот.Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот преобразова.50 теля при сохранении высокой равномерности излучения.Поставленная цель достигается тем, что в кольцевом магнитострикционном преобразователе, содержащем 55сердечник витой слоистой конструкции с чередующимися слоями из магнитострикционного и диэлектрического магде г - внутренний радиус сердечни -ка;д - порядковый номер отверстий,а - шаг спирали сердечника;- расстояние между центрами1первых двух отверстий, отсчитанных от внутреннегоконца спирали;1. - расстояние между центрамии-го и (и - 1)-го отверстий.На чертеже изображен кольцевой преобразователь. Преобразователь содержит сердечник витой слоистой конструкции,с чередующимися слоями диэлектрического материала 1 и магнитострикционного материала 2, выполненного в виде ленты с отверстиями 3, и обмотку возбуждения 4, тороидалцно охватывающую сердечник. В преобразователе имеется определенное количество сегментов (на чертеже их 15), в каждом из которых отверстия одного слоя перекрыты промежутками между отверстиями следующего слоя,Так как длина каждого витка спирали увеличивается с увеличением радиуса витка, то для того, чтобы отверстия одного слоя перекрывались промежутками между отверстиями другого слоя, отверстия на ленте должны быть распределены по определенному закону. В полярных координатах уравнение спирали имеет вид где Ч - угол между неподвижной полярной осью и подвижным радиусом вектором;г - модуль радиуса вектора точки на спирали;а - шаг спирали;Полцзуясц этим уравнением можно показать, что расстояние между центрами и-го и ( и - 1)-го отверстий дается формулой а 1,1(п + 1)о 11 1 2,710824 Составитель Н.ДмитриевТехред, С.Мигунова КорректоР В. Синицкая Редактор М.Янович Заказ 1622/8 Тираж 467 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где отверстия отсчитываются от внутреннего конца спирали,г - внутренний радиус спирали;и - порядковый номер отверстий,расстояние между центрамипервых двух отверстий.Чтобы обеспечить перекрытие отверстий одного слоя промежуткамимежду отверстиями следующего слоя,необходимо, чтобы число сегментов 1 Обыпо нечетным (на чертеже их 15),а так как отверстия расположены через сегмент, то нечетной должнабыть величина 4 У г /1. . Первоеотверстие может располагаться на 15произвольном. расстоянии от внутреннего конца ленты. Важно, чтобы принамотке спирали первое отверстиеперекрывалось промежутком междуотверстиями второго витка спирали 20(на чертеже центр первого отверстиярасположен на расстоянии 1.,1/4 отконца спирали). Перекрытия отверстийостальных слоев обеспечиваются автоматически. 25 Преобразователь работает следующим образом. 94 4На концы обмотки возбуждения 4 подается переменное электрическое напряжение. Возникающее переменное магнитное поле приводит в силу наличия магнитострикционного эффекта в слое 2 к радиальным колебаниям сердечника, При необходимости увеличения магнитоупругой постоянной в слое 2 к обмотке 4 можно подключить и постоянное напряжение, выполнив электрическую схему известными способами. Наличие диэлектрического слоя 1 предотвращает возникновение вихревых токов между магнитострикционными слоями 2 сердечника и устраняет таким образом возможность экранирования внешнего переменного магнитного поля. Наличие отверстий 3.обеспечивает расширение диапазона рабочих частот, а предлагаемое расположение отверстий сохраняет высокую равномерность излучения преобразователя.Таким образом, предлагаемая конструкция преобразователя позволяет расширить диапазон рабочих частот на 10-203 при сохранении высокой равномерности излучения,