Генератор ультразвуковых колебаний

Авторы патента:

B06B1/06 - с использованием эффекта электрострикции или пьезоэлектрического эффекта (пьезоэлектрические или электрострикционные элементы вообще H01L 41/00)

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано при генерации ультразвуковых колебаний для различных приборов. Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия , стабильности частоты и уменьшение влияния нагрузки за счет последовательного включения компенсатора с преобразователем . Импульс тока при замыкании контактов в блоке запуска от источника питания проходит на преобразователь и возбуждает его резонансную систему. Отклик резонансной системы из последовательно соединенных преобразователя фильтруется полосовым фильтром и поступает на вход компаратора нуля, выходной сигнал которого управляет ключом в цепи источника питания преобразователя , так что импульсы тока поступают на преобразователь синхронно с его собственными колебаниями. Это обеспечивает независимость частоты преобразователя от внешних условий. Последовательная схема компенсации собственной реактивности ID преобразователя позволяет увеличить КПД генератора ультразвуковых колебаний. 2 ил. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 06 В I/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ! (/) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3909106/31-28 (22) 11.06.85 (46) 23.11.86. Бюл. ¹ 43 (71) Горьковский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. А. А Жданова (72) Д. М. Пономарев, А. В. Горячев и Е. В. Васильев (53) 620. 179. 16 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 186779, кл. В 06 В 1/08, 1962 (прототип) . (54) ГЕНЕРАТОР УЛЬТРАЗВУКОВЫХ

КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано при генерации ультразвуковых колебаний для различных приборов. Цель изобретения повышение коэффициента полезного действия, стабильности частоты и уменьшение

„„SU„„1271585 влияния нагрузки за счет последовательного включения компенсатора с преобразователем. Импульс тока при замыкании контактов в блоке запуска от источника питания проюдит на преобразователь и возбуждает его резонансную систему. Отклик резонансной системы из последовательно соединенных преобразователя фильтруется полосовым фильтром и поступает на вход компаратора нуля, выходной сигнал которого управляет ключом в цепи источника питания преобразователя, так что импульсы тока поступают на преобразователь синхронно с его собственными колебаниями. Это обеспечивает независимость частоты преобразователя от внешних условий. Последовательная схема компенсации собственной реактивности преобразователя позволяет увеличить КПД генератора ультразвуковых колебаний.

2 ил.

1271585

Изобретение о-.носится к ультразвуковой технике и может быть использовано для питания различных IlpH60poB H инструментов на основе резонансных ультразвуковых преобразователей.

Цель изобретения -- повышение КПД, стабильности частоты и уменьшение влияния нагрузки -;a счет последовательного включения компенсатора с преобразователем.

EIa фиг. показана схема генератора; на фиг. 2 вЂ” временные диаграммы работы элементов генератора.

Генератор содержит последовательно соединенные блок 1 запуска, комненсатор 2 и ультразвуковой преобразователь 3, последовате IblK) соединенные полосовой фильтр 4, E3XO;I, котOpOI CBH3ail с l3bIXOдом О.IOKEI 1

3alI с< к;) Koiillаpa lop 5 ну. IH и K;Ilo l 6. Источник 7 питания связан через ключ 6 со входом смкостпого компенсатора 2.

В ка гс твс ключа 6 могут быть использованы бкполярныс транзисторы, включенныс по ся мс с общей базой. по IPBIIC транзисторы с управлением IIO затвору, а для большои мощности -- т ристорные коммутаторы и лампы.

Ь,loK 1 запуска представляет собой форrIHpoB;-Ileль, вырабатывающий однократный импульс ьчитсльпостью не более половины периода собств II}lbix колебаний преобразователя 3. В качестве блока 1 запуска может быть использован одновиоратор, vllpaBëÿåмый от кнопочного пускателя.

КоMI еlicатор 2 предназначен для компенсации собс твенной реактивности прссбразоватсля 3 Ila рабочей частоте. Для магнитосгрикционного преобразователя вЂ” это емкость, предназначенная для компенсации обмотки возбуждения. Для элсктрострикционного преобразователя (llbP30Hреобразователя), имеющего собственную емкостную реактивность, компснсатор -- индуктивность.

Компенсация реактивности необходима для получения активного входного импеданса преобразователя 3 на рабочей частоте, увеличения КПД блока питания, а также для уменьшения дополнительных фазовых погрешностей, вносимых электрическим контуром Ilpe06pa30Baleля 3 и его влияния «la рабо гую частоту.

Генератор работает следующим образом.

При замыкании контактов блока 1 Ial«ска импульс тока от источника 7 питания возбуждает резонансную систему.

Отклик резонансной системы преобразователя на запускающий токовый импульс, профилированный полосовым фильтром 4, поступает на вход KoxlllapaTopa 5 нуля (фиг. 2а). Импульсный сигнал с компаратора 5 (фиг. 2б) поступает на ключ 6, формируя импульсы тока в преобразователе 3 (фиг. 6в) синхронно с его собственными колебаниями. При этом амплитуда ультразвуковых колебаний растет до тех пор, пока о энергия, вносимая импульсами тока в преобразователь 3, не будет равна энергии, рассеянной Hvi и нагрузкой (фиг. 6г).

Изменение собственной резонансной частоты преобразователя 3, обусловленное прогревом. действием на. рузки и другими мешаюгцими факторами, приводит к тому, что меняется во времени период собственных колебаний преобразователя 3 (фиг. 6а) .

fIp» этом компаратор 5 нуля формирует импульсные си)ч-:алы управления ключом 6 из сигналов собственных его колебаний, что обеспечивает резонансный режим возбуждения преобразователя 3 независимо от внешних условий.

Однако чувствительность компаратора 5 нуля высока (сдиницы, доли МВ), так что лн>бое изменение нагрузки не позволяет сисгемс выйти из синхронпзма, гарантируя устойчивую и стабильную работу.

30 Применение последовательной компенсации собственной реактивности преобразователя 3 позволяет значительно увеличить

КПД схемы генератора.

Фор ) у.)а а юбретеаая

Генератор ультразв ковых колебаний, содержа щи и ультразвуковой II реобразователь, KovïåícaToð, полосовой фильтр и источник питания, отлачающаас» тем, что, с целью псвышепия коэффициента полезного действия, стабильности частоты и уменьшения влияния нагрузки, оц снабжен компаратором

IIIVIÿ, K. lIOчOM II б I0K0M 3аl), СКа, BblXOд, кот0рого соединен через коlil)CHca up с ультразвуковым преобразователем и через полосоВоН фильтр с компаратором нуля, выход которого соединеl! с управляющим входом ключа, установленным между источником питания и входом компснсатора.

1271585

Составитель Л. Кондрыкинская

Редактор Н. Егорова Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 6276/10 Тираж 428 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4)5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составной пьезоэлектрический ультразвуковой преобразователь // 1176972

Устройство для настройки ультразвуковой колебательной системы // 1165485

Способ соединения металла с неметаллом // 1122373

Преобразователь колебательного ускорения и давления акустического поля // 1089430

Двухступенчатый ультразвуковой концентратор // 1077652

Электромеханический преобразователь // 1068176

Цилиндрический электроакустический преобразователь // 1066665

Пьезоэлектрический преобразователь // 1052278

Акустический стержневой преобразователь // 1050754

Акустический излучатель // 2107557

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для мощного электроакустического воздействия на продуктивный пласт нефтяных скважин

Способ генерации колебаний гиперзвуковых частот // 2110336

Изобретение относится к физике и может найти применение в квантовой акустике для изучения взаимодействия квантов упругих возмущений с электронами, магнонами и другими элементарными возбуждениями в кристаллах

Ультразвуковой преобразователь на изгибных колебаниях для газовых сред // 2123180

Изобретение относится к области ультразвукового неразрушающего контроля материалов и изделий, осуществляемого через газовую среду, может быть использовано для управления объектами в воздухе, для измерения уровня жидких и сыпучих сред и пр

Способ и устройство для поворота плоскости поляризации ультразвуковой волны // 2123895

Изобретение относится к акустоэлектронике и ультразвуковой технике

Акустический преобразователь // 2137159

Изобретение относится к устройствам нефтедобывающей отрасли, в частности к устройствам, предназначенным для мощного электроакустического воздействия на продуктивный пласт нефтяных скважин

Ультразвуковой измерительный преобразователь // 2138022

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к приборам, выполняющим измерение расхода жидкости с помощью ультразвука

Пьезоэлемент для полосовых приемных преобразователей // 2152140

Изобретение относится к неразрушаещему контролю различных объектов с помощью первичных пьезоэлектрических преобразователей

Чувствительный элемент для ультразвукового пьезоэлектрического приемного преобразователя // 2159427

Изобретение относится к неразрушающему контролю промышленных объектов и может быть использовано для контроля протяженных объектов и объектов с высоким затуханием звука

Ультразвуковой преобразователь // 2159517

Изобретение относится к ультразвуковым преобразователям для излучения в текучие среды и может быть использовано, например, для определения местонахождения объектов под водой

Скважинный акустический излучатель // 2164829

Изобретение относится к устройствам для акустического воздействия на продуктивные пласты, в том числе для интенсификации добычи нефти, воды и других текучих сред из скважин