Преобразователь линейных перемещений

(50 4 С 01 В 17/00 ф,Овца13" " ЕЛ. -.;. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СССР 1980. ЫХ ПЕР сти моо ий темахческихааЬ ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 11 атент США Мф 3423673,кл. 324-34, 1965.Авторское свидетельствоМ 767812, кл. С 01 В 7/00,(57) Изобретение относитсяизмерений линейных перемещежет быть использовано в сисконтроля и измерения механи перемещений. Целью изобретения является повьппение чувствительности и помехоустойчивости за счет увеличениябазы прохождения акустического сигнала и исключения механического контакта звукопровода с объектом. В 11-об"разном звукопроводе при прежних габаритах преобразователя линейных перемещений акустическая база становится длиннее. Эхосигнал не сливаетсяс зондирующим на всем диапазоне измерений. С объектом контроля кинематически связан только элемент подмагничивания, а незвукопровод, чтоповьппает помехоустойчивость. 3 ил.11384Изобретение относится к области измерений линейных перемещений и может быть использовано в системах контроля и измерения механических перемещений.Цель изобретения - повышение чувствительности и помехоустойчивостиза счет увеличения базы прохожденияакустического сигнала и исключениямеханического контакта звукопроводас объектом.На фиг. 1 и 2 изображены схемыпреобразователя линейных перемещенийс различными способами демпфирования;на фиг. 3 - схема преобразователя сдвухсторонним преобразованием.Преобразователь линейных перемещений содержит У-образный звукопровод 1 со свободным концом из магнитострикционного материала, акустическийдемпфер 2, элемент 3 подмагничиванияи элемент 4 записи-считывания, причемэлемент 3 подмагничивания выполненс возможностью перемещения вдоль звукопровода 1 и предназначен для кинематической связи с объектом контроля,элемент 4 записи-считывания выполнендлиной, равной длине ветви звукопровода 1., и размещен на одной ветвизвукопровода 1 с акустическим демп 1 рером 2,Преобразователь линейных перемещений работает следующим образом.При подаче на элемент 4 записи- считывания импульса записи, который может быть промодулирован более высокой частотой, на подмагниченном с помощью подвижного элемента подмагничивания 3 участке звукопровода 1 воз" буждается импульсная ультразвуковая волна механической деформации вследствие прямого магнитострикционного преобразования (эффект Джоуля). Возбужденная в звукопроводе ультразвуковая волна в зоне преобразования начинает распространяться в обе стороны по Б-образному звукопроводу 1 с конечной скоростью Ч (фиг, 1 и 2).Распространяясь вправо по рабочей ветви звукопровода (по фиг. 1 и 2) механическая ультразвуковая волна в некоторый момент времени достигнет акустическогб демпфера 2, установленного на конце ветви, рассеет свою энергию, Таким образом устраняется образование в звукопроводе неинформационных ультразвуковых волн.(2) Лкустический демпфер может бытьвыполнен составныМ, из демпфирующегоматериала (фиг, 1) или монолитным собразующей углао =3-30 (фиг, 2),Одновременно ультразвуковая механическая волна, возбужденная в звукопроводе, распространяется влево (пофиг. 1 и 2) и проходит в его свободную ветвь рабочей длины 1. Достигнувсвободного конца, она отражается сизменением направления хода перемагничивания, и, пройдя по рабочей ветви эвукопровода под элементом 3 под 15 магничивания, в зоне подмагничиванияв элементе 4 записи-считывания воэ"буждает импульсный сигнал, В результате будет выполнено время-импульсное преобразование искомого линейно 20 го перемещения:1 +1+РТ=2 ---(1)7Р К,где к - радиус закругления У-образ 25 ного звукопровода преобразо-,вателя;1 - искомое расстояние.Для получения требуемой точностипреобразования линейных перемещений30 в сигналы время-импульсной формы вкачестве ферроматериала звукопроводапреобразователя одностороннего преобразования (фиг. 1 и 2) могут бытьиспользованы прецизионные дисперсионно-твердеющие ферросплавы (например,42 НХТЮ, 44 НХТЮ и др.).Кроме того, преобразователь линейных перемещений может быть выполнен по схеме двухстороннего преобра 4 О зования (фиг. 3). В этом случае дваУ-образных звукопровода с неподвижными элементами записи-считывания и подвижными элементами подмагничиваниявключены равно встречно и параллельно друг относительно друга. Принципработы преобразователя с двухсторонним преобразованием не отличается отработы выше рассмотренного преобразователя. Отличие заключается в том,что в результате преобразования линейных перемещений на его выходах будут формироваться время-импульсныесигналы:1384947 где 1 и 1 - искомое линейное положение элементов подмагничивания относительно начала измерительных шкал 5звукопроводов.Особенностью преобразователя линейных перемещений с двухсторонним преобразованием является возможность использования в звукопроводах непрециэионных ферросплавов в результате применения методов логометрического. преобразования результирующих сигналов Т и Те 15 Звукопровод преобразователя линейных перемещений (фиг, 1 - 3) структурно может быть выполнен стержневым, трубчатым или струнносоставным (составлен из пакета проволочных звуко- проводов) с учетом взаимосвязи оптимальных соотношений между его эпектромеханическими параметрами для надежной работы преобразователя, Для 25 повышения эффективности магнитомеханического преобразования (КПД преобразователя) звукопровод из дисперсионно-твердеющих ферросплавов под неподвижным элементом записи-считыва ния может быть покрыт материалом с высоким коэффициентом магнитострикции, например никелем. Повышение параметрической чувствительности преобразователя достигается в результате выполнения его звукопровода У-образной формы со свободным концом, что позволяет в два раза повысить указанный параметр в эквивалентных точках диапазона преобразования линейного перемещения,Исполнение звукопроводабез Механического контакта с объектом контроля позволяет повысить помехоустойчивость преобразователя линейных перемещений.Формула и з о б р е т е н и я Преобразователь линейных перемещений, содержащий звукопровод со свободным концом из магнитострикционного материала, акустический демпфер, элемент подмагничивания и элемент записи-считывания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности и помехоустойчивости, элемент подмагничивания выполнен с возможностью перемещения вдоль звуко- провода и предназначен для кинематической связи с объектом контроля, звукопровод выполнен У-образным, элемент записи-считывания выполнен длиной, равной длине ветви звукопровода, и размещен на одной ветви звукопровода с акустическим демпфером.1 18494 7 Составитель А,Олохтановевин Техред М.Ходанич КорректорА,Зимокосо едакт 1 роюводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная, 4 аказ 1402/37 Тираж 680 ВНИИ 11 И Государственного к по делам изобретений и113035, Москва, Ж, Рау