Способ изготовления скважинного магнитострикционного преобразователя

Союз Советскик Социапистическик республик СВИДЕТЕЛЬСТВ ОВСКО(23) П риоритет СИР вф авлэм нзебретениЯ и фткрытяЯбликования описания 7.06.8 4) СПОСОб ИЗГОТО МАГНИТОСТРИКЦИ ЕНИЯ СКВАЖИННОГОНОГО ПРЕОбРАЗОВАТ эибытьектро Изобретение относится к геофи ческому приборостроению и может использовано для изготовления эл акустических преобразователей для скважинных приборов акустического каротажа.Известен способ изготовления магнитострикционных преобразователей из магнитострикционных металлов и сплавов путем формирования магнитопровода слоистой конструкции, по которому слои магнитострикционного материала изолируют и скрепляют между собой склеивающим веществом1.Недостатком данного способа изготовленйя является то, что наличиесклеивающей прослойки между слоями магнитострикционного материала приводит к тому, что энергия электромагнитного звукового поля, возбуждаю. щая механические колебания магнитопровода преобразователя частично затрачивается на потери, возникающие при деформации слоев склеивающего и изолирующего вещества, что снижает КПД преобразователя.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является 5способ изготовления магнитострикционных металлов и сплавов, заключающийся в выполнении магнитопровода ввиде чередующихся слоев магнитострикционного металла (сплава) и склеивающего изолирующего вещества, например, эпоксидного компаунда, с нанесенной обмоткой возбуждения21.Однако данный способ не устраняет полностью отрицательного воздействия склеивающего вещества на величину КПД преобразователя.Цель изобретения - повышение КПДмагнитострикционного преобразователя.2 о Поставленная цель достигается тем,что в способе изготовления скважинного магнитострикционного преобразователя, заклюцающемся в выполнениимагнитопровода в виде чередующихся(сплава) и склеивающего изолирующего вещества, преимущественно эпоксидного компаунда, с. последующегонанесения обмотки возбуждения, затвердевания скрепляющих изолирующихслоев осуществляют в течение не менее 30 ч, причем в процессе затвердевания на формируемый магнитопровод наносят обмотку возбуждения ивозбуждают преобразователь пропусканием импульсов тока на частотеего механического резонанса, при этомматериал магнитопровода доводят домагнитострикционного насыщения.При эатвердевании скрепляющеговещества между слоями магнитострикционного материала в течение 30 чи более при одновременном возбуждении в магнитострикционном материалемеханических колебаний в течениевсего времени эатвердевания, сопротивление склеивающего слоя деформациям, сопровождающим механическиеколебания в пределах амплитуды, прикоторой совершалось затвердевание,уменьшается до пренебрежимо малой велицины. Таким образом, энергия электромагнитного или звукового поля,возбуждающая механические колебания,затрачивается на поддержание колеба- .ний в магнитострикционном материалеи практически не затрачивается в ;склеивающем и изолирующем слое, чтои приводит к возрастанию КПД преобразования указанной энергии,Способ реализуется следующим образом.Штампованные заготовки из магнитострикционного материала отжигаютв вакууме, или в атмосфере водорода,юпокрывают склеивающим веществом исобирают в магнитопровод. Составсклеивающего вещества должен бытьтаким, цтобы его затвердевание осуществлялось в течение 30 и болеечасов, В процессе затвердеваниясклеивающего вещества на магнитопровод наносится обмотка возбужденияи подключается к источнику мощныхимпульсов тока, возбуждающих преобразователь на частоте механическогорезонанса, причем материал магнитопровода при возбуждении доводитсядо магнитострикционного насыщения,Преимуществом предлагаемого способа является значительное увеличениеКПД за счет снижения влияния склеивающего вещества при отсутствии нарушения его скрепляющих свойств. Примером выполнения предложенного способа изготовления магнитострикционного преобразователя является технология изготовления излучателей звуковых колебаний для гидроакустических маяков, предназначенных для обозначения мест рыбных скоплений в условиях океанического промысла.П р и м е р . Иэ прокатанной полосы магнитострикционного материала вырезалась лента шириной 2510;З м, обезжиривалась, свертывалась,в виде неплотной многослойной спирали в цилиндрическую заготовку и помещалась в вакуумную печь для отжига, Отжиг осуществляется в течение 1 О ч при 810 С,. после чего, спираль охлаждалась вместе с вакуумной печью со скоростью 50 С/ц до комнатной температуры. Затем спираль помещалась в склеивающий компаунд, который, за счет неплотной намотки спирали, смачивал поверхности магнитострикционного материала. Далее спираль вручную уплотнялась в цилиндр с возможно меньшим зазором междуфвитками магнито. стрикционного материала с таким расчетом, чтобы средний диаметр магнитопровода был равен 75 10 м, после чего поверхность заготовки покрывалась слоем фотопластовой ленты, на которую наносилась обмотка возбуждения с числом витков равным 80. В указанную обмотку сцелью получения остаточной намагниченности в магнитопроводе подавался кратковременный импульс тока величиной ч 0 А, после чего обмотка подключалась к источнику однополярных импульсов тока величиной 10 А, возбуждающих магнитопровод на частоте 20 кГц. Склеивающий компаунд приработающем преобразователе подвергался медленному затвердеванию в течение 1,5-2 сут.Изготовленный таким образом излучатель с высотой 25 1 О м, наружным диаметром 87 1 Ом и внутренним диаметром 65 с 1 0 м обеспечивал круговую диаграмму направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях при работе на частоте 20 кГц и создавал давление в водной среде 2500 Па на расстоянии 1 м от излучателя при затратах электрической энергии 80 Вт.Измерения, проведенные на 50 шт аналогичных по назначению магнитострикционных преобразователях завода593645 нГеофизприбор", выпускаемых промышленностью серийно для скважинных приборов акустического каротажа СПАКИ при таком же потреблении электрической энергии 80 Вт создавали звуко-вое давление на частоте механического резонанса 8001200 Па при измерениях на расстоянии 1 м. Излучаемая мощность, рассчитанная по создаваемому звуковому давлению равна Р"-Э,37 Вт 1 о для излуцателя завода нГеоФизприбор" и Р=52 Вт для преобразователя, выполненного по предлагаемому способу. Отношение излучаемых мощностей при одной и той же потребляемой электри чесмой мощности дает увелицение КПД Р.Р 1 =52:8 37=5Как видно из приведенных данных, КПД преобразователя, выполненного по предлагаемому способу, превышает КПД аналогичных по назначению преобразователеи, выпускаемых промышленностью, не менее чем в 5 .раз.формула изобретенияСпособ изготовления скважинного 25магнитострикционного преобразователя 8. 6путем сборки магнитопровода в виде чередующихся слоев магнитострикционного металла сплава) и склеивающего изолирующего вещества преимущественно эпоксидного компаунда, и последующего нанесения обмотки возбуждения, отличающий с я тем, что, с целью увеличения КПД преобразователя, затвердевание скрепляющих изолирующих слоев осуществляют в течение не менее 30 ч, причем в процессе эатвердевания на формируемый магнитопровод наносят обмотку возбуждения и возбуж" дают преобразователь пропусканием импульсов тока на частоте его механического резонанса, при этом материал магнитопровода доводят до магнитострикционного насыщения.Источники информдциир принятые во внимание при экспертизе1, Камп Л. Подводная акустика, М.,Мир", 1972.2. Авторское свидетельство СССР й 539384, кл. Н 04 Р 15/00, 1975 (прототип .Составитель Е. Городничев Редактор Н. Воловик Техред М,Тепер Корректор А. Ференц Заказ 2 О/77 Тираж О Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,