Магнитострикционный преобразователь

Сефэ Сееетскнк Сфцнаанстнчмвик РесвублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ Св ВТВЛЬСТВУ и 873468(23)ПриоритетОпубликовано 1 ЯОВ 1. Бюллетень ЙЯ 38 М (лЗ Н 04 К 15/00В 06 В 1/08 Гесуаарствеввмй веивтат СССР ве аглаи ЙзебРФтаювв в еткрытвйДата опубликования описания 15,1 081, (72) Автор изобретения В.Н. Носов Всесоюзный научно-исследовательский и титут ядерной геофизики и геохимии(54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к приборостроению и может быть использованов гидроакустике, измерительной технике, геоакустике и других областяхтехники.Известны магнитострикционные преобразователи, содержащие стержень изтонких изолированных пластин или колец, на котором размещена обмотка кзмедного изолированного провода 13,Однако такие преобразователи обладают малым коэффициентом преобразования..Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является маг.- 1 энитострикцконный преобразователь,содержащий сердечник в виде свернутойв рулон ленты иэ магнитострикцконногоматериала, покрытого иэолирующкМ слоем, причем к концам ленты подключей 20источник переменного тока. 2,Однако этот преобразователь такжеобладает малым коэффициентом преобразования.Целью изобретения является,увелкче нке коэффициента преобразованкя,Цель достигается тем, что в устройство введены два идентичных стержняс накладками на каружных торцах, причем накладки жестко соединены с тор цами сердечника, а внутренние торцыстержней установлены с зазоромКроме того, сердечник снабжен дву.мя обмотками, размещенными с наружной стороны, оцна из которых подключена к источнику переменного тока, адругая к концам ленты, причем обмотки подключены сннфазно,Причем между торцами сердечникаи накладками введены шайбы из магнитотвердого материала с продольной поляризацией, а накладки выполнены измагнитомягкого материала.Стержни выполнены из феррита бария, а накладки выполнены из ферритас высоким удельным электрическим сопротивлением.На фиг. 1 показан один из вариантов выполнения предложенного устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема его электрической и магнитной цепей.Иагнитострикционный преобразователь содержит составную частотнопонижающую накладку в виде пластины 1,выполненную из магнктомягкого материала с малыми вихревыми потерями, например из феррита, и соединенную сшайбой 2 из феррита бария или другого магнитотвердого материала, обладающего большим удельным электрическим сопротивлением. Последняя в свою очередь соединена механически с витым сердечником 3 из ленты магнитострикционного материала, свернутого в рулон. Противоположный торец рулона соединен с частотнопонижающей накладкой, выполненной аналогично описанной и состоящей из шайбы 4 и пластины 5. В центре пластин размещены стержни из магнитопроводящего материалас зазором б. На внешней поверхности сердечника размещены обмотки 7 и 8 (фиг, 1), причем обмотка 7 соединена с источником переменного тока (не показано) посредством клемм й и Б, а обмотка 8 соединена с наружным и внутренним концами рулона ленты (сердечника). Между витками последнего размещена электроизоляция в виде лака, бумаги, окисной пленки, ткани и т.д. и т.п. Сердечник 3 электрически представляет собой плоскую однослойную катушку, устройство которой пояснено на фиг. 2. Соединение обмоток 7 и 8 представлено на Фиг,2, Магнитная цепь 9 состоит из сердечника 3, элементов 1, 2 и 4, 5, соединенных синФазно по магнитному потоку, и магнитного сопротивления 10, образованного вследствие присутствия зазора б (Фиг.1) между стержнями. В общем Фиг. 2 представляет собой электрическую схему трансФорматора с подмагничиванием от постоянных магнитов (элементы 2 и 4 накладок), соединение обмоток 7 и 8 пояснено выше. Эти обмотки соединены синфазно. Один из концов обмотки 8 соединен с внутренним концом рулона через отверстие, выполненное в сердечнике (фиг.1). Если. предложенный преобразователь испольэовать в режиме приема, то на стержнях пластин 1 и 5 или поверх сердечника 3 выполняется приемная обмотка, не показанная на Фиг.1, с большим числом витков, что обеспечивает заданную чувствительностьВнутри стержней может быть выполнено отверстие для армирующего болта из немагнитного материала, например латуни или бронзы, что увеличивает прочность и надежность преобразователя нри излучении большой мощности, Сердечник 3 выполняется из никеля, магнитострикционных сплавов типа К 49 Ф 2, К 50 Ф 2, пермаллоя, альфера и др Шайбы 2 и 4 и стержни, установленные на пластинах 1 н 5, выполняются из феррита бария или самария.Магнитострикционный преобразователь в режиме излучения работает следующим образом.При подаче переменного напряжения на клемме А и В первичной обмотки 7 во вторичной обмотке 8 и в сердечнике 3 за счет магнитной связи наводится электродвижущая сила синфазная с входным напряжением, Суммарное действие тока в первичной 7 и вторичной обмотке 8 и сердечнике 3 приводитк увеличению переменной части магнитного поля. За счет магнитострикционного эффекта в сердечнике возникают, 5колебания преобразователя. Колебания стержней приводят к изменению величины зазора б, что приводит к изменению магнитного сопротивления 10 вмагнитной цепи 9, что позволяет до-полнительно увеличить переменную.часть магнитного поля и следовательно, амплитуду колебаний преобразователя. Наличие магнитных шайб 2 и 4обеспечивает работу преобразователяна наиболее крутом участке кривоймагнитострикционного материала сердечника. Оптим-.льный режим достигается варьированием величины зазора бв пределах 0,1-1,0 мм. Предлагаемыймагнитострикционный преобразователь 20 дает возможность увеличить коэффициент преобразования на 10-15 дБ.Экономическая эффективность зависитот области использования преобразователя. Она увеличивается с повыше нием мощности, потому, что с повышением чувствительности увеличиваетсятакже электроакустический КПД.Формула изобре тенияЗО1.: Магнитострикционный преобразователь, содержащий сердечник в виде свернутой в рулон ленты из магнитострикционного материала, покрытого изолирующим слоем, причем к концам ленты подключен источник переменного тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения коэффициента преобразования, внутри сердечника 4 О установлены два идентичных стержняс накладками на наружных торцах, причем накладки жестко соединены с торцами сердечника, а внутренние торцы стержней установлены с 45 зазором.2. Преобразователь по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что сердечник снабжен двумя обмотками, размещенными с наружной стороны, одна из которых подключена к источнику переменного тока, а другая к концам ленты, причем обмотки подКлючены синфазно.553. Преобразователь по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что междуторцами сердечника и накладкам вве- денны шайбы из,магнитотвердого материала с продольной поляризацией,а.накладки выполнены из магнитомягкого материала.4. Преобразователь по п.1, о т -ч а ю щ и й с я тем, что стержни 1 б 5 выполнены из Феррита бария, а нак873468 г. Составитель И. Сазоновктор Т. Веселова Техред.Ж.Кастелевич Корректо 079/86 . Тираж 701 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5ак иал ППП фПатентф,г. Ужгород, ул. Проектн.ладки выполнены из феррита с высоким.удельным электрическим сопротивлением. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Кардашев Г.А, и др. Тепломассообменные акустические процессы и аппараты М., "Машиностроением,1973, с. 90-91. 2. Морган Г.Л. Ультразвуковой преобразователь в виде витков иэ ленты, - фодф 1961 фс. 70 (прототип),