Способ автоматической настройки ультразвуковых преобразователей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОМЛВпйешииРЕСПУБЛИК 19) И А ЫЙ КОМИТЕТ СССР ОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИГОСУДАРСТВЕННПО ДЕЛАМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН в институ ер О.К.и электроИеф174.льтразвуЭнергия ВСКОЙ НА- ЕОБРАЗОВА ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Донской А,ф., КеллКратиа Г.С, Ультраэвуковытехнологические установкф фЭиергияф ф, 1968, с.1712. Грачев А;А и др. Уковая мнкросварка. И.,1977, с.101-103 (прототи,(54) (57) СПОСОБ АРОМАТИЧСТРОЙКК УЛЬТРАЗВУКОВЬБ ПР 9 601 М 29/00; В 06 В 10 ТЕЛЕЙ, заключающийся в том, что периодически плавно изменяют частотувозбуждения преобразователя в области его амплитудно-частотной характеристики, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точ.ности настройки, измеряют амплитудуколебаний ультразвукового преобразователя, сравнивают ее с Фиксированным уровнем опорного сигнала, ближайшим по своей величине к максимальному значению амплитудно-частотной характеристики ультразвуковогопреобразователя, и изменяют частотувозбуядения в области превышения амплитуды колебаний этого Фиксированного уровня опорного сигнала.40 Изобретение относится к ультразвуковым установкам технологического назначения и может быть использовано для улучшения показателейультразвуковых установок, особеннов случае применения в качествеисточника питания тиристорных инверторов,Известен способ автоматическойнастройки ультразвуковых установок. к частоте резонанса, заключающийся 10в измерении сигнала с акустическогодатчика, установленного на нерабочем торце преобразователя, и воздействии им через цепь обратнойсвязи на вход задающего генератора 15усилителя мощно"ти 1).Недостатками этого способа являются низкая точность автоматического поддержания частоты, котораяуменьшается с уходом резонансной 0частоты от своего первоначальногозначения, и узкий диапазон регулирования частоты, приводящий к возникновению нестабильных режимов работы25Наиболее близким к изобретению .по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматической настройки ультразвуковых преобразователей, заключающийсяв том, что периодически плавно изменяют частоты возбуждения преобразователя в области его амплитудночастотной характеристики 21.Однако известный способ имеетнизкую точность настройки в резонанссистемы генератора - ультразвуковой преОбразователь, поскольку ввозбужденном сигнале при его частотной модуляции не всегда присутстует резонансная частота системы.Целью изобретения является повышение точности настройки.Цель достигается тем, что согласноспособу автоматической настройкиультразвуковых преобразователей, 45заключающемуся в том, что периодически плавно изменяют частоту возбуждения преобразователя в областиего амплитудно-частотной характеристики, измеряют амплитуду колебаний ультразвукового преобразователя,сравнивают ее с фиксированным уровнем опорного сигнала, ближайшим посвоей величине к максимальному значению амплитудно-частотной характеристики ультразвукового преобразователя, и изменяют частоту возбуждения,в области превышения амплитуды колебаний этого фиксированного уровняопорного сигнала.На чертеже представлена функцио" 60нальная схема автоматической настройки ультразвуковых преобразователей,реализующая предлагаемый способ.Схема содержит генератор 1, нагруженный на ультразвуковой преобра зователь 2. Датчик, установленный на ультразвуковом преобразователе 2 и измеряющий амплитуду его колебаний, последовательно соединен с блоком 3 сравнивающих устройств, триггером 4 и интегратором 5, Последнийсоединяетс% с управляющим входом генератора 1.Способ автоматической настройки ультразвукового преобразователя осуществляют следующим образом.С генератора 1 на ультразвуковой преобразователь 2 подается электрический сигнал. Так как частота задающего генератора 1 постоянно периодически плавно изменяется, то и амплитуда колебаний ультразвукового преобразователя 2 постоянно меняется, Для каждого случая происходит измерение этой амплитуды колебаний. Сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний, подается на блок 3, в котором он поступает одновременно на входы всех сравнивающихся устройств, и сравнивается с фиксированным уровнем опорного сигнала, ближайшим по своей величиие к максимальною значению амплитудно-частотной характеристики ультразвукового преобразователя 2. С выхода сравнивающихся устройств сигнал после дифференцирования поступает на вход триггера 4 со счетным входом, который выдает сигнал направ-. ления изменения частоты, Этот сигнал обрабатывается, интегралом 5 и поступает на управляющий вход генератора 1, изменяя его частоту. Если в начальный момент частота возбуждения меньше резонансной частоты, то при увеличении частоты возбуждения возраста" ет амплитуда колебаний, что вызыва ет поочередное выключение сравнивающих устройств, При этом напряжение на выходе интегратора 5 нарастает, частота возбуждения генератора 1 увеличивается и точка возбуждения приближается к резонансной . частоте. Как только текущее значение сиг нала, пропорционального амплитуде механических колебаний, становится меньше максимального фиксированного уровня, сравнивающее устройство вновь включается, т.е. на его выходе появляется болеЕ высокий потенциал. Это приводит к изменению состояния триггера 4 со счетным входом, т.е. его потенциал резко уменьшается, в результате чего напряжение на выходе интегратора 5 плавно уменьшается, что приводит к плавному уменьшению частоты. При этом текущее значение амгйитуды становится больше максимально фиксированного уровня и сравнивающее устройство выключается, т.е. на его выходе появляется низкий потенциал,Заказ 3415/35 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж; Раушская наб., д. 4/5гФилиал ППП фПатентфф, гужгород, ул.Проектная,4 По мере плавного уменьшения частоты значение амплитуды опять становится меньше максимально фиксированного уровня и это приводит к увеличению частоты и т.д. Если в случае технологического процесса нагрузка преобразователя изменяется и амплитудно-частотная характеристика принимает иной вид, то все процессы происходят относи тельно другого фиксированного уровня, а включается и выключается другое сравнивающее устройство. Способ автоматической настройкйультразвуковых преобравователей позволяет значительно повысить точность настройки, поскольку частота возбуждения изменяется в узкой области около резонансной частоты ультразвукового преобразователя за счет постоянного сравнения измеряемой амплитуды колебаний с фиксированным уровнем опорного сиг нала, ближайшим по своей величинек максимальному значению амплитудно-частотной характеристики ультразвукового преобразователя.