Генератор импульсных ультразвуковых колебаний

(71) Московский горный институт (72) ВЯ.Шкуратник, А.А.Ермолин и В.П.Богаченков53) 534.22 088 Я)56) Авторское свидетельство СССР М 1363054, кл. О 01 й 29/04, 1987,Королев М.В. Комельсон А.Е, Широкополосные ультразэуковье пьезопреобразователи. - М Машиностроение, 1982, с,78. 54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ57) Изобретение относится к приборостроению. Цель изобретения - повышение амплитуды излучаемого сигнала, Генератор импульсных ультразвуковых колебаний со 1 р) Е ъА;рябгосуддественый комитетпо изов е 1 униям й отк ытиямПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО К АБТОРСКО 1 АУ СВИДЕТЕЛЬС(в.5 Ц но 1 7 ОЗ 1 5 А 1 2держит генератор 1 гармонических колебаний, первцй фазовращатель 2, первый управляемый коммутатор 3 и первый усилитель 4 мощности, последовательно соединенные второй фазовращатель 5, второй управляемый коммутатор 6 и второй усилитель 7 мощности, генератор 8 стробирую" щих импульсов и пьезопреобразователь 9. Генератор 1 Иодключен к вторым входам управляемых коммутаторов 3, 6 и фазоеращателям 2, 5. Генератор стробирующих импульсов подключен к управляющим входам управляемых коммутаторов 3, 6, Пьезопреобразователь содержит четное количество пьезозлементов, злектрически обьединеннцх в две идентичные группы, общий вывод которых заземлен, а раздельные выводы подкл.о гены к усилителям мощности соответстве;ио. 2 ил,Я соретец)е спг)с)тся к г)риборос 1 рсению и г;ожет быть )спогьзовано в ультра"зг)укоых измерительных приборах длявозбуждения ультразвуковых колебаний,Известен Генератор импульсных ультразвуковых колебании, садеожа рЙ после,". .ечтельно соедснные синхронизатор и завкг)чце.г)и кг сея очна 1 через токосгрэн)читсльнса сопротивление с источником пйтан;ж, при зтсм параллельно кл)счевому каскаду через ссласу)сщий трансформатор подключен пьезопресбразователь.Известен также гансратор импульсных ультразв ковых колебав)й, ссдер)кащий два транзисторных кп оча, змиттер первого из которых подключен к аноду первого тиристсра Г параллельно ссединеному с ним сопротивлению нагрузки, а змиттер второгоключа через защитный диод - к змиттерупервого транзистора кл)сча к аноду второготИРИСтОРа, КатОД КСТОРСГО СОЕДИНЕН С КОЛлектором второго транзисторного ключа, а управляющий электрод через диод - с базойвтороГО транзистсрнОГО ключа, при зтсм коллекторы транзисторных ключей соединены с источником питания, а базы транзи- сторных ключей и управляющие электроды тиристоров подключены к выходом регистра сдвиГа.Наиболее близким к изобретению по технической сущнсстл является генератор импульсных упьтразв,.ковцх колебаний, содержащий зада)сщиг. Генератор гармонических колебаний, генератср стрсбирующих импульсов и пьезспресбразсватепь.Недостатков известногс устройства является низкая амплитуда излучас)мого сиг нала, обусловленная значительнымизатратами подводи".Ой к пьезопресбразоьателю злектрическо знерГии для вывода его из состояния покоя на рабочий колебательный режим.Цель изобретен)я - псвь 1 пвг)ние амппитуды изпучасмсгс сцг-зла.Поставленная цель достгается тем, чтогенератор импупьснь. ультразвуковых коле)ание, соде)".жащий зада)о;1 Генератор гар;.снических кслеба:-)ий), ге.)ерзторстробирч.-зщих )мп)-гльсов и пье.,Вгеобра сеатель, снабх е;")" поспегг)ватепьно соедиченны" и первы),; фазовсоща епе)4, управляв ы) комм,т;.Тором и усн:):толем щ)щнссти, пссдег)сэа Дль)о соотг;не)1 нымиВТОРМ, аа сСЕРЗ 1.зтъЛЕР ъ)Г;Э.)ЛЯдМУМком)утзтором и ус)лителец мснрости, пр) зом выход зад.,дн)г:1 гецгТОП. гчФв,ческих кслсбанй свез-.н с в",ода)в фазовраателФ и втсрым:, в:,ода)и упр" еляемых кс.,:.)утаторов, управ я:ж 1)е входы которы) подключены к генератору стробирующих импульсов, а пьезопреобразоватепь содержит четное количество пьезоэлементов, электрически обьединенных в две идентичные группы, общий вывод которых заземлен, а раздельные для каждой группы выходы подключены к соответствующим усилителям мощности,На фиг, 1) представлена блок-схема генератора импульсных ультразвуковых колебаний; на фиг. 2 - временные диаграммы, илпюстриру)оцие работу генератора,Генератор импульсных ультразвуковых колебаний содержит генератор 1 гармонических колебаний, первый Фазовращатепь 2, первый управляемый коммутатор 3 и первый усилитель 4 мощности, последовательно соединенные второй фазовращэтель,5, второй управляемый коммутатор б и второй усилитель 7 мощности, генератор 8 стробирующих импульсов и пьезопреобразователь 9. Генератор 1 гармонических колебаний подключен к вторым входам управляемых коммутаторов 4 и 6 и фазсвращателям 2 и 5, генератор стробирующих импульсов подкл)очен к управляющим. входам управляемых коммутаторов 3 и 6. Стержневая колебательная система пьезопреобразователя 9 содержит четное количество (минимум два) пьезоэлементов, электрически соединенных в две идентичные группы 10 и 11, общий электрический вывод которых заземлен, а раздельные выьоды каждой из групп )О и 11 подключены к выходал соответствующих усилителей 4 и 7 мощности.Генератор импульсных ультразвуковых колебаний работает следующим образом.Синусоидальный сигнал 12 (фиг. 2) с выхода генератора 1 гармонических колебаний поступает чеоез первь)й фазовращатель 2 на первый вход первого коммутатора З,и через второй фазовращатель 5 на первый вход второго коммутатора 6, Одноврсменно сигнал 12 пост нп ет на вторые входы коммутаторов 3 и 6, Фазовращатель 2 сдвигает сигнал 12 на фазовый угол а =- -90 О, а фэзоеращатель 5 - на фазовый угол 7 = 90,Генератор 8 стробиру)ощих импульсов вырабатывает импульсы 13 цолож,)тельной попяпнссти, псстуг)а оцие нз управля)сщие входы комм;аоров 3 и б, Последни работают таким образом, что при наличии .)э их управляющих входах стробирующ )х импульсов 13 коммутируютсл вь)ход и первый вход, а и Г)тс", "стени ьа у)рэепя)оих вхо дах ;.",пульсов 13 комцутируюгся цха) иРвторой ехсд, )аким обре сл на еыходс)х коммутаторов 3 и 6 имеют место с);гнплы 11 и 1) соответственно, Причг)м на ин ореоле1703195 Составитель 8.Шкуратникедактор Н,Яцола Техред М,Ь оргентал Корректор И.Муска ПодписноеО изобретениям и открытия5, Раушская наб., 4/5 ри ГОТ С изоодственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул,Гагарина, 101 времени Ь 1- 12-11 сигналы 14 и 15 синфазнц, а на интервале Ь 1 = 1 з-и противофазныСигналы 14 и 15, пройдя усилители 4 и 7 мощности, посуают на соответствующие группы 10 и 11 пьезоэлементов преобразо вателя 9, которые на первом из указанных временных интервалов колеблются синфазно, излучая ультразвуковой сигнал 16, а на втором из указанных временных интервалов колеблются протцвофазно и, следовательно, преобразователь при этом в целом не колеблется излучение отсутствует).Таким образом, поскольку группы 10 и11 пьезоэлементов преобразователя 9 постоянно находятся в колебательном движе нии, отсутствуют затраты энергии на вывод . их из состояния покоя на рабочий колебгтельный режим, что повышает амплитуду излучаемого сигнала.Формула изобретения 20 Генератор импульсных ультразвуковыхколебаний, содержащий задающий генерааказ 16 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета г 113035, Москва, Ж тор гармонических колебаний, генератор стробирующих импульсов и пьезопрсобразователь, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения амплитуды излучаемого сигнала, в него введены последовательно соединенные первый фаэовращатель, первый управляемый коммутатор, первый усилитель мощности и последовательно соединенные второй фазовращатель, второй управляемый коммутатор, второй усилитель мощности, при зтсм выход задагощего генератора гармонических колебаний связан с входами фазовращателей и вторыми входами управляемыхкоммутаторов, управляющие входы которых подключены к выходу генератора стробирующих импульсов, а пьезопреобразователь содержит четное количество пьезоэлементов, электрически объединенных в дне идентичные группы, общий вывод которых заземлен, а раздельные выводы подключены к первому и второму усилителям мощности соответственно.