Формирователь импульсов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.07.76(21) 2390263у18 21

Союз Советских

Социалистических

Республик

Н 03 К 5/Ol

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзаоретений н открытий (43) Опубликовано 05. 12.78.Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания06 {д 78 (53) УДК 621.374, .5 (088. 8) С. В. Жуков, Д. М. Максименко и P В. нов (72) Авторы ния (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМ ПУЛЬС ОВ

Изобретение относится к устройствам для неразрушающих испытаний материалов и конструкций ультразвуковым импульсным методом. Оно может быть также использовано в ультразвуковых уровнемерах.

Известен формирователь импульсов, содержащий электронный ключ, ограничительный резистор, пьезоэлектрический датчик, высоковольтный блок питания, в котором выход электронного ключа соединен с делителем напряжения, одно из плеч которого зашунтировано буферным (накопительным) с конденсатором, а к другому подключен пьезоэлектрический датчик-излучатель (1) .

Благодаря изменению полярности напряжения на электродах пьезоэлектрического датчика в момент генерации импульса деформация пьезоматериала излучателя происходит в пределах от-Л1 до + Л1, так как квазилинейный участок зависимости между напряжением на электродах и удлинением кристалла пьезоэлектрического датчика используется дважды за один рабочий цикл.

Однако наличие отдельных высоковольтного блока питанйя, генератора импульсов для управления электронным ключом устройства, а также резисторов (ограничительного и в делителе напряжения) приводит к снижению КПД формирователя и усложняет его принципиальную схему.

Из известных устройств наиболее близ5 ким по технической сущности является формирователь импульсов, предназначенный для генерации импульсов возбуждения пьезоэлектрических излучателей ультразвуковых уровнемеров, содержащий параллельно включенные тиристор, накопительный конденсатор и пьезоэлектрический излучатель, а также трансформатор переменного напряжения с двумя. вторичными обмотками и два выпрямительных диода, причем первый диод и тиристор включены последовательно в цепь высоковольтной обмотки трансфор15 матора, катод второго диода соединен с управляющим электродом тиристора, а анод второго диода через низковольтную обмотку трансформатора подключен к катоду тиристор", (2) .

В ванном формирователе импульсов за время рабочего цикла напряжение на электродах пьезоэлектрического излучателя изменяется B пределах от 0 до +1:, где U — мак636783

25 симальное напряжение на аноде тиристор;:, которое должно быть меньше пробивочгпи о напряжения излучателя. При этом излучат< ль посылает в материал механические импульсы с амплитудой от О до +Л К т, е. квазилинейный участок нелинейной зависимости между напряжением на электродах lf удлинением кристалла пьезоэлектрического излучателя используется только один раз за один рабочий цикл. Попытки увеличить амплитуду зондирующего импульса за счет увеличения напряжения ведут к электрическому пробою излучателя. Этот недостаток накладывает ограничения на величину максимальной базы прозвучивания и на отношение «сигнал-шум» ультразвуковых приборов.

Цель предлагаемого изобретения — увел иченИе амплитуды импульса излучателя и К Г1 Д уст ро йств а.

Для этого в формирователь импульсов, содержащий тиристор, первый и второй диоды, накопительный конденсатор, пьезоэлектрический излучатель и трансформатор с высоковольтной и низковольтной вторичными обмотками и.первичной обмоткой, подключенной к источнику питаюшего напряжения.

Причем анод первого диода соединен с первым крайним выводом высоковольтной вторичной обмотки трансформатора, катод первого диода соединен с анодом тиристора, накопительный конденсатор включен между анодом тиристора и первым выводом пьезоэлектрического излучателя, катод второго диода соединен с управляющим электродом тиристора, а анод второго диода через низковольтную вторичную обмотку трансформатора подключен к катоду тиристора. Введены новые элементы и изменения схемы, обеспечиваюшие изменения полярности напряжения на электродах пьезоэлектрического излучателя за время одного рабочего цикла формирователя, — введен третий диод, причем катод третьего диода соединен оо вторым крайним выводом высоковольтной вторичной обмотки, анод третьего диода соединен с катодом тиристора и вторым выводом пьезоэлектрического излучателя, а точка соединения пьезоэлектрического излучателя с накопительным конденсатором соединена с отводом от середины высоковольтной вторичной обмотки трансформатора. .На чертеже дана принципиальная электрическая схема предлагаемого формировател я им пульсов.

Предлагаемый формирователь импульсов содержит трансформатор 1 переменного напряжения с высоковольтной и низковольтной вторичными обмотками, причем высоковольтная обмотка снабжена отводом от середины, первый, второй и третий диоды 2, 3 и 4 соответственно, тиристор 5, накопительный конденсатор 6, пьезоэлектрический излучатель 7. Причем в цепь высоко30

55 вольтной вторичной обмотки трансформатора 1 последовательно включены первый 2 и третий 4 диоды, а также тиристор 5 таким образом, что анод первого диода 2 соединен с первым крайним выводом высоковольтной вторичной обмотки трансформатора 1, катод первого диода 2 соединен с анодом тиристора 5, накопительный конденсатор 6 включен между анодом тиристора 5 и ггервым выводом пьезоэлектрического излучателя 7, катод второго диода 3 соединен с управляющим электродом тиристора 5, а анод второго диода через низковольтную обмотку трансформатора 1 подключен к катоду ТНрНс roðà 5, катод третьего диода 4 соединен со вторым крайним выводом высоковольтной вторичной обмотки трансформатора1, анод третьего диода 4 соединен с катодом тиристора 5 и вторым выводом пьезоэлектрического излучателя 7, а точка соединения пьезоэлектрического излучателя 7 с накопительным конденсатором 6 соединена с отводом от середины высоковольтной вторичной обмотки трансформатора 1.

Г!редлагаемый формирователь им ну, ьсов работает следуюшим ооразом.

В один из полупериодов переменного напряжения, снимаемого с высоковольтной вторичной обмотки трансформатора 1, первый и третий диоды 2 и 4 оказываются открытыми и происходит заряд емкостей накопительного конденсатора 6 и пьезоэлектрического излучателя 7. В течение этого полупериода тиристор 5 и второй диод 3 остаются закрытыми. В следуюшем полупериоде перемеíHîãо напряжения выпрямителbíый диод 3 отпирается, в результате чего потенциал управляющего электрода тиристора 5 начинает возрастать и при определенном значении этого потенциала происходит пробой (отпирание) тиристора 5. В течение этого полупериода переменного напряжения первый и третий диоды 2 и 4 остаются закрытыми, поскольку до момента отпирания тиристоров 5 на электродах накопительного конденсатора 6 и пьезоэлектрического излучателя 7 сохраняется высокое напряжение соответствуюшей полярности. Третий диод 4 является существенным признаком предлагаемого формирователя, так как при его отсутствии пьезоэлектрический излучатель 7 оказывается включенным непосредственно в цепь половины высоковольтной вторичной обмотки трансформатора 1 и положительный эффект (генерацию широкополосного импульса) получить невозможно. B момент пробоя тиристора 5 накопительный конденсатор 6 оказывается подключенным параллельно пьезоэлектрическому излучателю 7, причем в начальный момент времени напряжения на электродах названных элементов оказываются равными по величине и противоположными по полярности, поскольк) ) т173нсфор.(!атора 1 сде.13Н Отно T О! середины высоковольтной вторичнои и мотки. 1 ак как емкость накопительного конденсатора 6 много больше емкости пьезоэлектрического излучателя 7, T(> проис.;О llò иерсра(ирсделснне электр!(чески к зарядов, в рс 3;льтате которого напряжение на Оокла 1B;l7(llBC ЗОЭ 1ЕКТ>(7ИЧССЕОГО klBËÌ×",Т(,Я > И, М(i! ИТСЯ ПО HO,1ßPÍÎÑÒÈ Н2 Hf)OTIIB(>il(i. l(>?IC;I(>с.

Вследствие пьезоэлектр!"!еского эффск::l ilpli изменеHliH напряжения на электро IHN иьезо7.!ектрическ(>го излучателя 7 От -- — U дo -- 1., где — напряжение, снимаемое с половины высоковольтной вторичной обмотки трансформатора 1, не превышающее пробивное напряжение излучателя. произой- 15 дст деформация пьезоэлемента пьезоэлсктрН еского .I!Bëó÷3òå. IH 7 B предс,lHx — Л 1

10 -->= ) 1, что и дв р,.за больше. чем может быль получено с помо!ц!Но известнык (I>opiIII20

)оватслсй импульсов. В рсз)Г!Ьтатс B Hp03вучиваемую среду будет послан импульс мекаиическик колеоаний в два раза большей

;1)!НГ!Итуг(ы. Благодаря этому мож>го уве,!I!;)12КСИ.(13Г1 Ьн > 10 633>, И РОЗ В>, T ll i!BID I 8

ИСЛИ I!IH>, OTIIOHIEНИЯ «СИГН2Л-HT) М>?.

В предлагаемом формирователе импуль25 сон увеличение амплитуды имиу ihc3 достигi! ется за счеT более полного использования квазилинейного участка нелинейной зависимости между напряжением на электродак и удлинением пьезоматериала излучателя. а резисторы и вспомогательные блоки нс применяются. Благодаря этому дополHk1Tiëüíî обеспечено повышение КПД формирователя импульсов.

ФО >.>1!/. I (i V30017C T(Н11. Р е1)ор)> ировате.ll ими,ihc0B. содержащий и!>1! (т> ОР, !icP Bi>i il и втОРОи ДИО:.(ы, на НО!! ui (, 1Ь!iЫ!! КОН Д(11(21 ОP II ЬЕЗОЭ 1ЕКT >11× (СК! I И !

: л . l h "ч 3 т (, 1 ь I I т 1> 3 н с с1> (7 >3 > 3 т (7 и с В ы с (7 к О Р> О л> ь тнои и низкОРОль Гн(>и вторичными (>6мотк(! ми и перви lliOé о(>моткой, подключс Иной к исто 1ник) пит(>ю!ЦСГ(> наи1)я?кен ия, пр1!чем анод перв(>го д одя соединен с первы, к!73!й!Ним Выводо высоково,!ьтнои вторичной 00710TI>!I T f73 Hc(P(>P 413TOP3. катод пе>730го диода соед>)н H с анодом тиристора, í !копительный конденсатор вктючен мсжд) анодом тиристора il первым выводом пьезоэлектрического излучателя, катод второго

2!иода сое:1ин(. и с c!Ip3B3ÿþùH.)! эл(>ктрОд0)1 тири:тора. а анод второго диода через низКоВо,1ьт>1>> lo втор ич)! s IО (>б)10тк> Tp3íñq)oD)13торя подкл кэчсн к катоду тиристора. (7T.!1:— ч()>оы11(Й "1 Г(!. Нто, с це1ью мВ(. лич(. ния амплитуды .мпулься излучателя и Kl f устройств;1. B не:о ВведеH третин диод. l!Dllчем катод третьег диода соединен с вторым крайним выводом высоковольтной вторич ной оомотки, анод третье o диода соединен с катодом т:!р Ti>pil 11 вторым выводом пьезоэлек TpIIHD кого излучателя, а точка соед, !пения пьезоэлектрического излучателя с

H2KOkIlITC1BkI(>i. i i>OiiДЕHC3ÒOPO:(I СОЕДИ!!Сна отводом оТ середины высоковольтной вторичной обмотки трансформатора.

Источники информации, принятые во вни>I 2 H i I e и 17 и э к с п е 17 т и 3 е. !. ЛВTîðñêîå св>)детельстг>о СС(P

Xi 468:)6>7, кл. Н 03 К 3;02. !972.

2. Лвт(>рскос саид reBBCTBO ССС!

;)(Ъ 340460. кл. В 06 В 06, 1969. (.:,,иитель > I . 1я,и>

Редактор Б. Павлов

З.,к(. > (>>>i»,48 I>(>;.>ë,(Ö4 ь!Н11И11И Госуда1>с)вени(го комитета Cnn(-a Мни —:ои (.(i:Ð ио делам нзооре> енив и — р ьи . и! 13035, Москва, Ж-З >, Раун>екав,.о. д. 4,5

Филиал П! IП «Патент», Г Ужгород. ?.; I lpnектиая. 4

Формирователь импульсов Формирователь импульсов Формирователь импульсов 

 

Похожие патенты:

Таймер // 2103808
Изобретение относится к устройствам отсчета времени и может найти применение в системах управления, контроля, измерения, в вычислительных устройств, устройствах связи различных отраслей техники

Изобретение относится к области радиотехнике и может быть использовано в оптической лазерной связи

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для формирования импульсов, свободных от влияния дребезга контактов в устройствах с механическими контактами и для формирования коротких одиночных импульсов по фронту длинных импульсных или потенциальных сигналов

Изобретение относится к биомедицинской телеметрии и может найти применение в многоканальных системах передачи биомедицинских сигналов и вычислительных комплексах обработки медико-биологической информации экспериментальной, клинической, спортивной и космической медицины

D-к-триггер // 2147787
Изобретение относится к устройствам коммутации и может найти применение в системах управления, контроля, устройствах связи, вычислительных устройствах и других устройствах различных отраслей техники

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах обработки импульсных сигналов

Изобретение относится к импульсной технике

Изобретение относится к импульсной цифровой технике для формирования импульсов требуемой длительности по каждому из трех событий: при включении питания, по сигналу замыкающей кнопки с подавлением дребезга, при обнаружении пропуска или прекращения изменения входных импульсов при разрешении обнаружения

Изобретение относится к области автоматики и импульсной техники и может быть использовано для формирования импульсов
Наверх