Ультразвуковое устройство

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 906625 Дополнительное к авт. свил-ву 2)Заявлено 02.07, 80 (21) 23 2/18-1,02.82 ат ликования описан 2) Авторы изобретения В,И.Колешко, В.Я.Сунка 1) Заявитель ся к ультрастности к устеханицескихь использовано работке материьтразвуковой раз ковои ью увеличениявномерности1 Ористики механилнен из верти- элементов разльтразву ров, м цных геометрических ра ницески соединенных с пом между собой по токопровод ностям 1 ,о ящим пов я преоб остаточ кая конструк обеспечивает и и возможно его амплитудки 1 АЧХ), а ти параметро бразца к обр Однако тзователя неравномерносвания Формы 20ой ег о-часто стигает кже вос преобра характеристи 1 роиз вдимос ватеп.и от о ое устроист овое, арифоцу Нзобр,тени Относи звуквой технике, в ц ройствам возбуждения колебаний, и может бы при ультразвуковой об алов, например для ул микросварки,Известсн ультразву ватель, который с цел широкоплосности и ра его частотной характе ческих колебаний, вып кально набранных пьез электроники АН Белорусско 4) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО целом отрицательно сказывается на качестве ультразвуковой обработки.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретениюявляется ультразвуковое устройство,включающее генератор электрическихколебаний, подключенную к нему своимпервым входом корректирующую цепь,своим первым входом управляющий каскад, и подключенный к выходу корректирующей цепи ультразвуковой преобразователь Е 21.Недостаток известного устройствасостоит в низком качест ве уко вой обработ ки матери алов,Цель изобретения - улучшение качества ультразвуковой обработки материалов путем повышения равномерности широкополосной амплитудно-частотной характеристики излучаемой акус ическои мощности.Поставленная цель ем, что в ультразвук ведены детектор, пор90662метическое и запоминающее устройства,накопительныйэлемент, источники положительного и отрицательногонапряжения, схема сравнения и триключа, при эт ом вход ульт р аз ву ко во гопреобразователя через последовательно включенные детектор и пороговоеустройство соединен со входом арифметического устройства, каждый иэдвух выходов которого соединен соот Оветственно с управляющими входамипервого и второго ключей, а первыйи второй входы накопительного элемента через первый и второй ключиподключены к источникам положительного и отрицательного напряжений,.соответственно, при этом выход накопительного элемента соединен с первымвходом схемы сравнения, выход которой через третий ключ подключен к 20первому входу запоминаоЦего устройства, соединенного с управляющим входомкорректирующей цепи, второй, третийи четвертый выходы управляющего каскада соединены с вторым входом схемы 25сравнения, третьим ключом, арифметическим и запоминающим устройст вами,а также с третьим входом накопительного элемента.На фиг. 1 представлена структурная ЗОсхема устройства; на фиг. 2 - амплитудно-частотные характеристики смещения и напряжения,Устройство содержит генераторэлектрических колебаний, корректирую- з 5щую цепь 2, детектор 3 с дифференцирующей цепочкой на выходе, пороговоеустройство 4, арифметическое устройство 5, источник б положительного напряжения, ключ 7, накопительный элемент 8, ключ 9, источник 10 отрицательного напряжениясхему 11 сравнения, ключ 12, запоминаоцее устройство 13, управляющий каскад 14 иультразвуковой преобразователь 15,Устройство работает следующимобразом.Генератор 1 электрических колебаний через корректирующую цепь 2 возбуждает ультразвуковой преобразователь 15, имеющий в общем случае исходную амплитудно-частотную характеристику механических колебаний сложной несимметричной формы 1 фиг. 2 а, кривая 1), Корректирующая цепь 2представляет собой И,-цепочку в случае пьезокерамического преобразователя и Й:-цепочку для магнитострик 5 4ционного преобразователя с электрически управляемыми величинами индуктивности, емкости, сопротивления, иобразует "овместно с ультразвуковымпреобразователем систему злектромеханически связанных контуров. Изменяяпараметры корректирующей цепи и контролируя известными способами амплитуду механических колебаний ультразвукового преобразователя, добиваютсяполучения максимально шиорокополоснойамплитудно-частотной характеристикимеханических колебаний с заданнойнеравномерностью (фиг. 2 а, кривая 11)При этом огибающая напряжения возбуждения ультразвукового преобразователя имеет И-образную форму с максимумами на частотах связи Х и 1(фиг,2 б,кривая Я, Выбранные параметры корректирующей цепочки 2 поддерживают неизменными с помощью запоминающего устройства 13, напряжение Цпрс которого подается на управляющий входкорре кт ирующей цепочки 2. Та кое женапряжение подается с управляющегокаскада 14 на один иэ входов схемы11 сравнения. Сигналом с управляющего каскада 14 закрывается в исходном состоянии кпюц 12,Для а втомат ичес кой корре кции механических колебаний преобразователя с целью уменьшения неравномерности в полосе пропускания напряжением управляющего каскада 14 осуществля - ется частотная модуляция генератора, При достижении максимума или минимума огибащей электрического напряжения возбуждения преобразователя 15 на вход порогового устройства с дифференцирующей цепочки, включенной на выходе детектора 3, поступает напряжение Цц= П, По каждому нулевому входному сигналу пороговое устройство 4 вырабатывает импульс, поступающий в арифметическое устройство 5. При поступлении первого импуль са, сост вет ст вующего ма кси муму огибающей электрического напряжения на нижней цастоте связи Г 1, сигналом с арифметического устройства 5 открывается ключи закрывается клюц 9 и накопительный элемент 8, например конденсатор, заряжается от источника 6 положительного напряжения. По второму импульсу от устройст ва 4, сост ветст вующему мин имуму огибающей электрического напряжения на цастоте Ко (фиг, 26), сигналом сгенератор электрических колебаний, подключенные к нему своим первым входом корректирующую цепь, своим первым выходом управляющий каскад, и подключенный к выходу корректирующей цепи ультразвуковой преобразователь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества ультразвуковой обработки материалов путем повышения равномерности широкополосной амплитудно-частотной характеристики излучаемой акустической мощности, в устройство введены детектор, пороговое, арифметическое и запоминающее устройство, накопительный элемент, источники положительного и отрицательного напряжений, схема сравнения и три ключа, при этом вход ультразвукового преобразователя через последовательно включенные детектор и пороговое устройство соединен со входом арифметического устройства каждый из двух выходов которого соединен соответственно с управляющими входами первого и второго ключей, а первый и второй входы накопительного элемента через первый и второй ключи подключены к источникам положительного и отрицательного напряжений, соответственно, при этом выход накопительного элемента соединен с первым входом схемы сравнения, выход которой через третий ключ подключен к первому входу запоминающего устройства, соединенного с управляющим входом корректирующей цепи, второй, третий и четвертый выходы управляющего каскада соединены со вторым входом схемы сравнения, третьим ключом, арифметическим и запоминающим устройствами, а также с третьим входом накопительного элемента. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРН Й 5926 Й, кл, В 06 В 1/06, 1972.2, Авторское свидетельство СССРЬ 66916, кл, В 06 В 1/06, 1971(прототип),5 90662арифметического устройства 5 закрывается ключ 7 и открывается ключ 9,а накопительный элемент 8 начинаетперезаряжаться от источника 10 отри-,цательного напряжения При прохожде- ьнии второго максимума электрическогонапряжения (фиг. 2 б) соответствующего верхней частоте связи Г 2, сигналом с арифметического устройствазакрывается ключ 9, при этом ключ 7поддерживается также в закрытомсо стоян ии.Постоянные времени цепей зарядаи разряда накопительного элемента 8выбираются так, цтобы в исходном режиме, соот вет ст ву ющем максимальноравномерной АЧХ механических колебаний преобразователя 15, на выходенакопительного элемента 8 было напряжение, равное напряжению запоминающего устройства в исходном режиме Ц ,С выхода накопительного элемента8 напряжение цпр, пропорциональноеразности частот (о 4) (2 о)поступает на второй вход схемы 11 25сравнения где сравнивается с исходным напряжением Цпредварительноустанавливаемым на выходе каскадакоторое пропорционально разностичастот (Го -,) (.Г 1-О)ф Ри 30Ц 1 Ц напряжением с управляющегоПР 1 лкаскада 1 открывается ключ 12 и через запоминающее устройство 13 науправляющий вход корректирующей цепи2 поступает сигнал рассогласования,изменяющий требуемым образом ее параметры, после чего напряжением с управляющего каскада 11 закрывается ключ12, обнуляется арифметическое устройство 5 и накопительный элемент 8. 40Коррекция параметров цепи 2 приводит к уменьшению неравномерности АЧХмеханических колебаний (фиг. 2 а, кривая 17), а частоты связи возвращаются к своим исходным значениям Х и 451 (фиг. 2 б, кривая 7 П),Формула изобретенияультразвуковое устройство, преимущественно для микросварки, включающее906625 ини ь 4 Составитель В. Юипиколиппова Техред А.Бабинец Коррекгор Н. Сгец а ктор ая наб д 1/5 П нПа ент", г. Ужгород, ул Про;камея 160 12 Тираж 199 ВН ИИПИ Го суд арст венного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раун