Магнитострикционный преобразователь

ОП ИСАНИЕ 997835 еспублик ИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУно аенам изобретений и вткрмтий(71) Заявитель Акустический институт им. акад. Н. Н. ИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 54) МАГНИТОС а фи ривь Н от Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано в различном технологическом оборудовании.Известны магнитострикцнонные преобразователи, в которых возбуждающее поле и поле подмагничивания создаются пропусканием постоянного и переменного токов обмотки 11.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь, содержащий стержень из магнитострикционного материала, обмотку возбуждения и систему подмагничивания на постоянных магнитах 2.Недостатком известного преобразователя является малая интенсивность излучения, обусловленная тем, что его конструкция может быть применена лишь для стержней из материалов с магнитной пропицаемостью и 1, которые обладают сравнительно низкой магнитострикцией.При использовании магнитострикционных материалов на основе соединений редкоземельных элементов (РЗЭ) с железом с-1 для достижения максимальной магнитосрикции требуются значительно большие поля подмагничивания, так как только 2при этом условии образуется замкнутый магнитопровод, заключающий в себя основной магнитный поток и обеспечивающий требуемую напряженность поля подмагничивания.Цель изобретения - повышение удельной акустической мощности при использовании магнитострикционных материалов с низкой магнитной п ро ни ца ем остью.Поставленная цель достигается тем,что система подмагничивания выполнена в виде двух симметрично расположенных относительно оси стержня магнитных блоков, каждый из которых состоит из двух примыкающих друг к другу постоянных магнитов, имеющих противоположную 1 з полярность и намагниченных в направлении, перпендикулярном оси стержня, при этом поверхности магнитов, обращенные к стержню, имеют монотонно изменяющийся профиль с уменьшением зазора между поверхностями магнитов и стержня от центра к краям стержня.На фиг. 1 изображен преобразователь:н г. 2 - расчетная и экспериментальная к е зависимости поля подмагничиваниякоординаты Х вдоль оси стержня.Преобразователь состоит из активного стержня 1,. из магнитострикционного сплава РЗЭ с железом, обмотки возбуждения 2, намотанной на каркасе 3 и статической системы подмагничивания, состоящей из двух одинаковых симметрично расположен 5 ных магнитных блоков, между которыми помещен стержень 1. Каждый магнитный блок состоит из двух примыкающих друг к другу постоянных магнитов 4 и 5 из высококоэрцитивного материала. Постоян О ные магниты 4 и 5 имеют противоположную полярность и намагничены в направлении, перпендикулярном оси стержня.Магниты укреплены на пластинке 6 из стали с высоким значением магнитной проницаемости, Поверхности магнитов 4 и 5, 15 обращенные к стержню 1, имеют монотонно изменяющийся ступенчатый профиль с величиной зазора между поверхностями магнита и стержня 0,2851 - 0,179 Г - 0,0771 - 0,07 от центра к его краям через каждый 0,125 Г, 20 где В - длина стержня. Стержень 1 закреплен по центру в каркасе 3 микрометрическими винтами 7.Предлагаемый преобразователь, работает следующим образом.Постоянный магнитный поток, выходящий во внешнее пространство (рабочую зону) с поверхности ступеней магнита 5 замыкается на поверхности ступеней магнита 4, Крайние ступени приближены к оси стержня 1 для получения максимальной разности магнитного потенциала на концах рабочей зоны. Высоты внутренних ступеней подобраны так, чтобы изменение потенциала вдоль стержня 1 было линейное и напряженность продольного поля постоянна. Роль внутренних ступеней состоит в том, что 35 они направляют дополнительный магнитный поток в рабочую зону, так как при их отсутствии наблюдается заметное ослабление потока в центральной части стержня. Таким образом, высокая напряженность поля в данной системе подмагничивания достигается за счет достаточно большого количества материала постоянных магнитов 4 и 5 и оптимальной геометрии конструкции, позволяющей направить основную часть магнитного потока вдоль продольной 45 оси стержня 1 и максимально снизить поле рассеяния. Указанные соотношения размеров ступенчатого профиля позволяют получить требуемые значения напряженности поля в стержне 1 при однородности поля 5 Й в минимальных габаритах и при максимальном использовании энергии постоянных магнитов 4 и 5. Представленные (фиг. 2) экспериментальные измерения зависимости поля Н от координаты Х вдоль оси стержня (сплошная кривая) и расчетная зависимость (пунктирная кривая) показывают, что на протяжении 80 ОЙ длины стержня поле однородно и составляет 1100 Э. При подаче переменного напряжения на возбуждающую катушку 2 в стержне 1 возникает переменное магнитное поле, параллельное оси стержня. Суперпозиция этого поля и постоянного поля системы подмагничивания обеспечивает вывод рабочей точки преобразователя на наиболее крутой участок магнитострикции, на котором и происходит работа преобразователя,Предложенное изобретение позволяет использовать в преобразователях материалы с высокой магнитострикцией, что, в свою очередь, позволяет увеличить удельную акустическую мощность преобразователя.Формула изобретенияМагнитострикционный преобразователь, содержащий стержень из магнитострикционного материала, обмотку возбуждения и систему подмагничивания на постоянных магнитах, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной акустической мощности при использовании магнитострикционных материалов с низкой магнитной проницаемостью, система подмагничивания выполнена в виде двух симметрично расположенных относительно оси стержня магнитных блоков, каждый из которых состоит из двух примыкающих друг к другу постоянных магнитов, имеющих противоположную полярность и намагниченных в направлении, перпендикулярном ,оси стержня, при этом поверхности магнитов, обращенные к стержню, имеют монотонно изменяющийся профиль с уменьшением зазора между поверхностями магнитов и стержня от центра к краям стержня.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике, М., Изд-во Иностранная литература 1956, с. 55, фиг. 49.2. Источники мощного ультразвука. Под ред, Л. Д. Розенберга. М., Наука, 1967, ч. 11. с. 133., г. Ужгород трне 11303филиал едактор Г, У аказ 1004/11 с Те Ти ВНИИПИ Госудапо делам и5, Москва, ПНП сПатент КорректорПодлисноеомитета СССРоткрытийкая наб д. 4/5ул. Проектная Ватрушки