Магнитострикционный преобразователь

 

Изобретение относится к электромеханическим преобразователям и может быть использовано для создания и регистрации механических колебаний. Сущность изобретения: магнитострикционный преобразователь содержит сердечник из магнитострпкционного материала, выполненный в виде двух плоских двухзаходных спиралей, установленных параллельно. В зазоре между ними на диаметрально противоположных концах и в центре установлены постоянные магниты, причем полюса крайних магнитов противоположны полюсам центрального, а центры спиралей электрически соединены. Спирали выполнены в диске таким образом, что концы заходов жестко соединены, а края дисков подключены к генератору в режиме создания механических колебаний или к измерительному прибору в режиме их регистрации . 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 06 В 1/06

1 9, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4800885/10 (22) 15.01,90 (46) 15.07,92. Бюл. М 26 (71) Физико-технический институт со специальным конструкторским бюро и опытным производством Уральского отделения АН

СССР (72) В. И. Бородин и С. B. Леньков (53) 534.232(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1469228, кл. F 16 Н 25/08, 1989. (54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ Ь (57) Изобретение относится к электромеханическим преобразователям и может быть использовано для создания и регистрации механических. колебаний. Сущность изобреИзобретение относится к электромеханическим преобразователям и может быть использовано для создания и регистрации механических колебаний.

Известна конструкция магнитострикционного преобразователя для измерения параметров механических вибраций, содержащего сердечник в виде плоской спирали Архимеда, Недостатками .указанной конструкции являются низкие чувствительность и надеж-. ность, что обусловлено наличием электрической обмотки на витках спирали и поляризацией материала спирали током от источника постоянного тока.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является магнитострикционный преобразователь, содержащий сердечник в виде двухзаходной спирали Архимеда, на витках которой,, Я2,„, 174718У А1 тения: магнитострикционный преобразователь содержит сердечник из магнитострикционного материала. выполненный в виде двух плоских двухзаходных спиралей, установленных параллельно. В зазоре между ними на диаметрально противоположных концах и в центре установлены постоянные магниты, причем полюса крайних магнитов противоположны полюсам центрального, а центры спиралей электрически соединены, Спирали выполнены в диске таким образом, что концы заходов жестко соединены, а края дисков подключены к генератору в режиме создания механических колебаний или K измерительному прибору в режиме их регистрации. 1 з, п, ф-лы, 3 ил. расположены электрическая обмотка и источник питания, подключенные к электриче- . а ской обмотке и виткам спирали.

Необходимость применения источника @ постоянного тока и электрической обмотки приводит к низкой эффективности и надежаюзй ности при создании механических колеба-. ний.

Цель изобретения — повышение эффек- Q тивности в режиме создания колебаний и чувствительности в режиме их регистрации.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитострикционный преобразователь, содержащий сердечник в виде плоской двухзаходной спирали из магнитострикционного материала, источник постоянного подмагничивания и электрические выводы, введена вторая идентичная спираль, установленная с зазором параллельно и соосно с первой, а источник постоянного подмагни1747189 чивания выполнен в виде постоянных магнитов, установленных в зазоре между спиралями на диаметрально противоположных частях и по их оси, причем полярность удаленных от оси магнитов противоположна полярности осевого магнита, центры спиралей электрически соединены между собой, э диаметрально противоположные части каждой спирали электрически соединены между собой и с соответствующими выводами преобразователя.

10

Кроме того, в магнитострикционном преобразователе каждая спираль выполнена в виде двухзаходной спиральной прореразователя; на фиг. 2 — схема электрической цепи преобразователя в режиме регистрацйи механических колебаний; нэ фиг. 3плоская спираль преобразователя.

Магнитострикционный преобразава20 тель содержит сердечник, состоящий из двух спиралей 1 и 2, расположенных параллельно. В зазоре между спиралями распо25 лоя<ены постоянные магниты 3-5 так, что полярность крайних магнитов 3 и 5 противоположно полярности осевого магнита 4.

Центры спиралей 1 и 2 электрически соединены. Спирали выполнены в диске, что концы их заходов. жестко соединены; Края дисков подключены к генератору(в режиме создания механических колебаний) или к измерительному прибору(в режиме их регистрации) и фиксируются обоймой 6.

Магнитострикционный преобразователь работает следующим образом.

Режим создания механических колеба. ний.

Постоянные магниты 3-5 создают поля30

40 ризующее магнитное поле. направленное от центра к краям спирали 1 и от краев к центру спирали 2. При подключении преобраэователя к генератору тока в каждом элементе объема любого витка спиралей 1 и 2 возникают закручивающие магнитоупругие 45 напряжения. Эти напряжения приводят к . тому, что обе спирали 1 и 2 прогибаются в одну сторону, а их центры смещаются по оси, проходящей через центр спиралей 1 и

2. Сонаправленность движения центров спиралей 1 и 2 обусловлена тем, что ток.от генератора протекает в одной спирали от края диска к центру спирали, а в другой — от центра спирали к краю диска. Пастоянные магниты 3-5 служат для поляризации материала спиралей, что приводит к исключе50

55 нию тепловых электрических потерь в зи в сплошном диске., 15

Ка фиг. 1 показана конструкция преобпреобразователе. Конструкция спиралей позволяет защемить спирали 1 и 2 в обойме

6 при резонансе.

Режим регистрации механических колебаний.

Направление поляризующих полей, создаваемое постоянными магнитами 3-5, остается неизменным. При воздействии на центр преобразователя плоские спирали деформируются. Каждый малый объем витков спиралей 1 и 2 испытывает деформацию кручения.. За счет обратного эффекта Виде.мана на концах витков спиралей относительно их центра появляются ЭДС.

Направление этих ЭДС при положительной скорости изменения воздействия и электрическая цепь. показаны на фиг. 2. Электродвижущие силы, . возникающие в противойоложных спиралях, электрически суммируются, центры спиралей (точки А и

А )электрически соединены. а соединение

t Ф точек В и В, С и С . получают зэ счет выполнения спирали в одном диске так, что концы их заходов соединены (фиг. 3). Выходной сигнал снимается между любыми точками краев дисков, в которых вырезаны спирали

1 и 2, что упрощает съем сигнала с преобразователей и повышает надежность.

Формула изобретения

1. Магиитострикционный преобразова- . тель, содержащий сердечник в виде плоской двухзаходной спирали из магнитострикционного материала, источник постоянного подмагничивания и электрические выводы, отличающийся тем, что, с целью йовышения эффективности в режиме создания колебаний и чувствительности в режиме их регистрации, в него введена вторая идентичная спираль, установленная с зазором параллельно и соосно с первой, а источник постоянного подмэгничивэния выполнен в виде постоянных магнитов, установленных в зазоре между спиралями на диаметрально противоположных частях и по их оси, причем полярность удаленных от оси магнитов противоположна полярности осевого магнита, центры спиралей электрически соединены между собой, а диаметрально противоположные части каждой спирали электрически соединены между собой и с соответствующими выводами преобразователя.

2. Преобразователь по и. 1, о тл ич а юшийся тем, что каждая спираль выполнена в виде двухзаходной спиральной прорези в сплошном диске.

1747189

В

Составитель О.Васильева

Техред М,Моргентал Корректор Н,Бонкало

Редактор А.Огар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2458 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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