Генератор импульсных ультразвуковых колебаний

 

coI03 сОВетских соци листических

Республик (s»s В 06 В 1/06, Ъ .й,яйй и госудАРствен ый комитет

llo изОБРе1гниям и откРытиям

ПРИ ГКНТ СССР °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° йййе:йййайФййййййййй:%Ой ..-"ййй323. йй:ййИййййй .ййТюйк —.ЙФй- ййй .йайййЬ ййЗЗй йй йй.хйййй йБЫВСЗййййййййййЛтЕй йййййййййвйййха .

Ь )

К АБТОРСКО!АУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4772101/10 (22) 21.12.89 (46) 07.0192 Бюл 1 (71) Московский горный институт (72) ВЯ.Шкуратник, А.А.Ермолин и S.Ï.Áoràченков (53) 534.22 (088Я) (56} Авторское свидетельство СССР

М 1363054, кл. 6 01 и 29/04, 1987, Королев "У1.В. Комельсон A.Å, Широкополосные ультразвуковые и ьезопреобразователи. — М.: Машиностроение, 1982. с.78. (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ (57} Изобретение относится к приборостроению. Цель изобретения — повышение амплитуды излучаемого сигнала, Генератор импульсных Ультразвуковых колебаний со<йй> БЦао I 763 1Ч5 А1

2 держит генератор 1 гармонических колебаний, первый фазовращатель 2, первый управляемый коммутатор 3 и первый усилитель 4 мощчости, последовательно соединенные второй фазовращатель 5, второй управляемый коммутатор 6 и второй усилитель 7 мощности, генератор 8 стробирующих импульсов и пьезопреобразователь 9.

Генератор 1 г1одключен к вторым входам управляемых коммутаторов 3. 6 и фазовращателям 2, 5. Генератор стробирующих импульсов подключен к управляющим входам управляемых коммутаторов 3, 6. Пьезопреобразователь содержит четное количество пьезозлементов, электрически обьединенных в две .1дентичные группы, общий вывод которых заземлен, а раздельные выводы подкл.о гены к усилителям мощности соответственно. 2 ил.

1703195

Изобрсте>1«е относится к приборостроению и ".Ожет бь1ть «спогьзовано в ультра: звуковь1х измерительных приборах для возбу3кдения ультразвуковых колебаний, Из,l«còåf1 Генератор импульсных ультразвуковых колебаний, садер>кащий после"эаательно соеди1 е11ные синхронизатОр и зазе3;з--.-.::: и ключевой каскад. Связанный через токоогрэн1лч1лтельноа сопрот1 вление

С ИСтОЧНгИКОМ ПитаН,1Я, ПРИ Зтсы 11аРаЛЛЕЛЬно кл1очевому каскаду через со;-ласу1ощии трансформатор подключен пьезопреобразо вател ь.

Известен также гансратор импульсных уЛЬтраэвуКОВЫХ f.Gi;Еба11ий, 1 Одв1>жл3ЩИЙ два транзисторных кл оча, амиттер первого из которых подключен к аноду первого тиристора и Г1араллель::-ьо сседине111!ÎMÓ с ним сопротивлению нагрузки, а змиттер второго ключа через =-ащитный диод — к змиттеру первого транзистора кл1оча к аноду второго тиристора, катод которого соединен с коллектором второго транзисторного ключа, а управляющий электрод через диод — с базой второГО транзистор.--1ОГО ключа, при Этом коллекторы транзисторных ключей соединены с источником питания, а базы транзисторных ключей и управляющие электроды тиристоров подключены к выходам регистра сдвиГа.

Наиболее близким к изобретению по техничесхо1л сущностл является генератор импульсных ультразвуковых колебаний, содержащ..й задающий:-енератор гармонических колебаний, генератор стробирующих импульсов и пьезопреобразователь.

Недсстаткон извел.тного устройства явЛЯЕТСЯ НИЗКаЯ ЗМПЛИТГДа ИЗЛ г 1ав ."ОГО СИГ нала, обусловленная значительными затратами подводи:-.:: и к пьезопреогэразо1 ьателю электрической знерГии для вывода еГО из состояния покОя нв рабочий колебательный режим.

Цель изобретен11ч — повьииг1ние амплитуды излучаемого счг- зла.

Поставленная цель дост,лгается тем, что генератор имгульснь.:: ультразву:,:овых коЛС ЭЗН11Й, СОДЕ1«жй133.,"1й ЗаДа1ОВ,1!ii ГЕНЕРатор гар;-1онических колебаний1, ге.1ерзтор стробирr.="щих 11мп>г ьсов и пье-.зпреобразовате.=., снаб>ке: 1 последовательно соеДИНЕННЫ.-;!1 ПЕРВ1лГ:... фаЗОВР-". Ца-,ЕЛЕМ, управля ым ком1л таторсьл и ус11:11лтелек1 мо цности, Глоследоэа Гмь11а соед1.не1«ными

ВТОР1«Мi1 ДаЗОВРа11.,зТЕЛЗ>Л Л1Г1Л;Э.лЛЯЕМ,М ком1лутзтсро1 и ус. ли елем ма 1,"-ости, при з Гом выход зад=.>О111мо ге н. р :1тор; —. г-. р . лен:.1ческих ко-«=tà÷" f1 связ ;1 с 11",одаi«,f фазовра11 „-.те3Ф и вторым:1в."«Одами упр" вляемых ко.-.- 1утаторов, управля1О1.ре входы котор1л подключены к генератору стробирующих импульсов, а пьезопреобразователь содержит 1етное количество пьезоэлементов, злектричсски обьединенных в две идентичные группы, общий вывод которых заземлен, а раздельные для каждой группы выходы подключены к соответствующим усилителям мощности.

На фиг, 11 представлена блок-схема генератора импульсных ультразвуковых колебаний; на фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстриру1оцие работу генератора.

Генератор импульсных ультразвуковых колебаний содержит Генератор 1 гармони;.еских колебаний, первый фазовращатель

2, первый управляемый коммутатор 3 и первый усилитель 4 мощности, последовательно соединенные второй фазовращэтель .5, второй управляемый коммутатор 6 и второй усилитель 7 мощности, генератор 8 стробирующих импульсов и пьезопреобразователь

9. Генератор 1 гармонических колебаний подключен к вторым входам управляемых коммутаторов 4 и 6 и фазовращателям 2 и 5, генератор стробирующих импульсов подкл1очен к управляющим. входам управляемых коммутаторов 3 и 6. Стержневая колебательная система пьезопреобразователя 9 содер>кит четное количество (минимум два) пьезоэлементов, электрически соединенных в две идентичные группы 10 и

11, общий электрический вывод которых заземлен, а раздельные выьоды каждой из групп 10 и 11 подключены к выходам соответствующих усилителей 4 и 7 мощности.

Генератор импульсных ультразвуковых колебаний работает следующим образом.

Синусоидальный сигнал 12 (фиг. 2) с выхода генератора 1 гармонических колебаний поступает чеоез первый фазовращатель

2 на первый вход первого коммутатора 3.и через второй фазовращатель 5 на первый вход второго коммутатора 6, Одновременно сигнал 12 поступает на вторые входы коммутаторов 3 и 6. Фазовращатель 2 сдвигает сигнал 12 на фазовый угол а =- --90, а фэзо»ращатель 5 — на фазовый угол t« =. л90 .

Генератор 8 стробиру1ощих импульсов вы;-:"батывает импульсы 13 полож.1тсльной полярности, постуГ1а ощ11е пз управля1ощие входи ком1л;хоров 3 и б, Посгед11и работают таким образом, что при наличии .1э их управляющих входах строаирующifx импульсов 13 ко11мутируютсл вьлход и г ервый вход, а г!;1 1 DTc" "cT"..iии на у11равля1о1111!x Uxoдах 11;;"ПуЛЬСОВ 13 КОМЧут11руn!TC!f ВЫХОД 1л

ВТО „" Сй а. ХОд, 1 г1КИ1л Об11а= .ОМ На В1,1ХОдах коммутат; ров 3 и "6 им.ют 11есто. С1;гн;,эы 11

И 1> СООТВЕТСТВЕННО, 1"1р1;ЧГЭМ На 11Н Ервалв

5 1703195

Составитель В.Шкуратник

Техред М.ФАоргентал Корректор И.Муска

Редактор Н.Яцола

Заказ 16 Тираж Подписное

4 Г1 .4

ВНИИПЛ Государственного комитета по изобретениям ."; открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул,Гагарина, 101 времени At- tz-t> сигналы 14 и 15 синфазны, а на интервале At= 1э-t2 противофазны.

Сигналы 14 и 15, пройдя усилители 4 и 7 мощности, поступают на соответствующие группы 10 и 11 пьезоэлементов преобразо- 5 вателя 9, которые на первом из указанных временных интервалов колеблются синфазнсг, излучая ультразвуковой сигнал 16, а на втором из указанных временных интервалов колеблются протцвофазно и, следова- 10 тельно, преобразователь при этом в целом не колеблется (излучение отсутствует).

Таким образом, поскольку группы 10 и

11 пьезоэлементов преобразователя 9 постоянно находятся в колебательном движе- 15 нии, отсутствуют затраты энергии на вывод . их из состояния покоя на рабочий колебгтельный режим, что повышает амплитуду излучаемого сигнала.

Формула изобретения 20

Генератор импульсных ультразвуковых колебаний, содержащий задающий генератор гармонических колебаний, генератор стробирующих импульсов и пьезопрсобразователь, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения амплитуды излучаемого сигнала, в него введены последовательно соединенные первый фаэовращатель, первый управляемый коммутатор, первый усилитель мощности и последовательно соединенные второй фазовращатель, второй управляемый коммутатор, второй усилитель мощности, при зтсм выход задающего генератора гармонических колебаний связан с входами фазовращателей и вторыми входами управляемых коммутаторов, управляющиe входы которых подключены к выходу генератора стробирующих импульсов, а пьезопреобразователь содержит четное количества пьезоэлементов, электрически объединенных в дне идентичные группы, общий вывод которых заземлен, а раздельные выводы подключены к первому и второму усилителям мощности соответственно.