Магнитострикционный преобразователь

65 Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано при разработке и исследовании различных ферроакустических устройств обработки информации, работающих в импульсном режиме, в частности для исследования магнитоупругих и магнитострикционных свойств звукопроводов.Известен магнитострикционный преобразователь, в котором возбуждающий 10 звукопровод выполнен в виде замкнутого стержневого магнитопровода, охваченного обмоткой возбуждения, подключенной к источнику электрических сигналов. Профиль звукопровода в та ком преобразователе выполнен в виде эллипса, усеченного в одном из Фокусов 1 .Однако в преобразователе отсутствует возможность управления параметрами ультразвуковых колебаний (формой, периодом следования импульсов)Наиболее близким к изобретению по технической сущности является магнитострикционный преобразователь, содержащий возбуждающий замкнутый звукопровод, длина которого кратна расстоянию, проходимому ультразвуковым импульсом за половину периода повторения возбуждающих импульсов то-. ка, на котором помещена обмотка, соединенная с Формирозателем возбуж- дающих импульсов, возбуждаемый звукопровод и управляющую обмотку, соединенную с Формирователем управляющих импульсов тока 2 .Недостаток рассматриваемой конструкции магнитострикционного преоб. разователя заключается в сравнительно низкой эффективности преобразова ния (большие потери в короткозамкнутых витках), а также в необходимости обеспечения большой длины участков перехода магнитоакустической энергии на возбуждающем и возбуждаемом звукопроводах. Вследствие этого такой преобразователь имеет довольно большие габариты.Целью изобретения является повышение эффективности преобразования. 5 ОПоставленная цель достигается тем, что в магнитострикционном преобразователе, содержащем возбуждающий замкнутый эвукопровод, длина которого кратна расстоянию, проходимому уль тразвуковым импульсом за половину периода повторения возбуждающих импульсов тока, на котором помещена входная обмотка, соединенная с Формирователем врзбуждающих импульсов, 60 возбуждаемый звукопровод, управляющую обмотку, соединенную с Формирователем управляющих импульсов тока, возбуждаемый звукопровод выполнен разветвленным, ветки которого, повторяющие форму возбуждающего, звуко- провода на участке магнитоупругого перехода, своими плоскостями совмещены с соответствующими плоскбстями возбуждающего звукопровода, при этом управляющая обмотка охватывает совмещенные части звукопроводав.На чертеже представлена схема магнитострикционного преобразователя.Магнитострикционный преобразователь содержит возбуждаемый звукопровод 1, управлякщую обмотку 2, возбуждакиций звукопровод 3, формирователь 4 возбуждающих импульсов тока, входную обмотку 5, формирователь б управляющих импульсов тока, участок магнитоупругого перехода ультразвуковой энергии на возбуждавцем 7 и на возбуждаемом 7 б звукопроводах соответственно, участок возбуждающего эвукопровода 7 в, в котором не происходит магнитоупругий переход энергии ультразвукового импульса, блок 8 управления и акустические демпферы 9.В магнитострикционном преобразователе возбуждаемый звукопровод 1 плоскостями своих ветвей совмещен с соответствующими плоскостями возбуждакщего звукопровода 3. Форма ветвей возбуждаемого звукопровода повторяет Форму возбуждающего звуко- провода на участке 7 а магнитоупругого перехода ультразвуковой энергииВходная обмотка 5 соединена с выхожом Формирователя 4 возбуждающих импульсов тока и охватывает участок возбуждающего звукопровода 3. Управляющая обмотка 2 соединена с выходом Формирователя б управляющих импульсов тока и охватывает участки 7 а и 7 б магнитоупругого перехода ультразвуковой энергии на возбуждающем и возбуждаемом звукопроводах и участок 7 в возбуждающего звукопровода не связанный магнитоупругим переходом с возбуждаемым звукопроводом 1. Разветвленные концы возбуждаемого звуко- провода 1 сопряжены с акустическим демпфером 9.Входы формирователей 4 и б соединены с выходами блока 8 управления, управляющего режимами работы формирователей 4 и б.Магнитострикционный преобразователь работает следующим образом.С соответствующего выхода блока 8управления на вход формирователя б управляющих импульсов тока подается управляющий импульс. С выхода формирователя б в управлякщую обмотку 2 подается импульс тока с амплитудой, при которой под обмоткой 2 формируется магнитное поле, намагничивающее участки 7 а, 7 б и 7 в звукопроводов 1 и 3 до насыщения. После этого на вход 2 формирователя 4 возбуждающих импульсов тока подается импульс1075449 ром магнитное поле в управляющейобмотке 2 достигнет оптимального значения, обеспечивающего наиболее полный переход энергии ультразвуковыхимпульсов иэ возбуждающего звукопровода 3 в возбуждаемый эвукопровод 1 .Если максимальная магнитоупругаячувствительность в материале звукопровода 1 и 3 обеспечивается в состоянии остаточной намагниченности, то 0 величина тока в управляющей обмотке2 снижается на время перехода до ну-ля. Ультразвуковые импульсы в ветвях7 б звукопровода 1 на .участках магнитоупругого перехода формируются благодаря магнитному полю рассеяния, вы-.званному ультразвуковым импульсом в.возбуждающем эвукопроводе. Это магнитное поле перемещается с той жескоростью, что и ультразвуковой импульс, и действует на возбуждаемыйзвукопровод. В результате на выходевозбуждаемого звукопровода 1 одновременно появляются и .складываются дваодинаковых ультразвуковых импульса,сформированаиеся в его ветвях. Геометрия звукопроводов выбирается так,что дисперсия ультразвуковых импульсов практически отсутствует.1Таким образом, выбранная .Форма возбуждаемого эвукопровода и соединение его с возбуждающим эвукопроводом позволило увеличить длинуучастков магнитоупругого перехода ультразвуковой энергии, что привело к повышени эффективности преобразования.Предлагаемый магннтострикционный преобразователь может обеспечить режим возбуждения микросекундных импульсов ультразвука с большим периодом следования однополярных, двухлолярных симметричных и несимметричных), кодовую последовательность и пачку ультразвуковых импульсов с регулируемым периодом следования. с другого выхода блока 8 управления. Во входную обмотку 5 с выхода Формирователя 4 возбуждающих импульсов тока подается первый импульс тока, магнитное поле которого возбужда- . ет за счет магнитострикционного 5 эффекта под входной обмоткой 5 в возбуждакщем звукопроводе 3 прямой и обратный ультразвуковые импульсы, распространякщиеся в разные стороны по ветвям 7 а, Длительность импульса 1 тока на выходе формирователя 4 зависит от режима работы магнитострикционного преобраэателя. Так, если магнитострикционный преобразователь должен генерировать однополярные 15 ультразвуковые импульсы, длительность импульсов тока на выходе Формировател 4выбирается из условия ос =-Я, /Ч, ".де С з. - длина средней линии звукопровода 3 аЧпр 20 скорость распространения продольной волны в магнитострикционном эвуко, проводе. Период следования импульсов тока возбуждения Т): выбирается иэ условия Т =38 /Мр. Полуводны, которые не используются после перехода ультразвуковых импульсов из звукопровода 3 в звукопровод 1, распространякщиеся в направлении концов .ветвей, поглощаются акустическим демпфером 9.30Число импульсов тока на выходе формирователя 4 возбуждающих импуль". сов тока определяется требуемой величиной амплитуды ультразвукового импульса на выходе преобразователя.Каждый очередной импульс тока увеличивает амплитуды циркулирующих в воэбуждакщем звукопроводе ультразвуковых импульсов. После того, как амплитуды прямого и обратного ультразвуковых импульсов в возбуждающем звукопровсде достигнут требуемой величины, величина тока на выходе формирователя б управляющих импульсовтока снижается до уровня, при кото1075449 триев Буг рректор Г,Решетник Редактор 0 Заказ 520/ Составитель Н, ДмиТехред М. Гергель Тираж б 35 дписное ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж, 4/5Поого комитета СССРий и открытийРаушская наб д. илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4