Излучатель звука

 

Союз Советских

Социалистических

Республик ()))650663 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.06.76 (21) 2372894! 18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано05.03.79.Бюллетень X 9

Дата опубликования аписания09.03.79 (51) M. Кл.

В 06 В 1/00

Государственный комитет

Совета Миниотров СССР оо делам иэооретений и открытий (53) УДК 534.232 (088. 8) Ю. И. Барков, В. Г. Баштовой,, С. В. Исаев, Б. Э, Кашевский и М. С. Краков (72) Автор изобретекия (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени инсгигут теплов массообмена им. А. В. Лыкова АН Белорусской CCP (54) ИЗЛУЧАТЕЛЬ ЗВУКА

Изобретение относится к технике генерации звука большой мощности и может найти применение при диспергировании жидких и твердых материалов, ультразвуковом резании, в ультразвуковой хирургии, при сварке разнородных материалов. 5

Известен магнитожидкостный излучатель звука, использу ющий ферросуспензию, которая не устойчива в гравитационном и магнитном полях и пондемоторное взаимодействие которой с последним слабо (1). о

Вследствие этого такие излучатели находят применение лишь в качестве импульсных излучателей звука.

Известен также излучатель, содержащий слой ферромагнитной жидкости, заключенный в диамагнитную трубу с открытыми концами, погруженную в некоторую жидкость с плотностью, большей, чем у ферромагнитной жидкости (2).

Такой излучатель может быть использован в непрерывном режиме, однако, только для излучения в жидкую среду, кроме того, требования, налагаемые на плотность феррожидкости, а также условие несмешиваемости ферромагнитной и немагнитной жидкостей сужает круг возможностей излучателя. Излучатель работоспособен лишь при определенном положении в пространстве, а именно, при вертикальном, и действует на фиксированном наборе частот, из которых рабочей является одна основная частота.

Наиболее близким по технической сущности является излучатель, содержащий корпус в виде замкнутого резонатора, одна из торцовых стенок которого выполнена с возможностью перемещения, а другая — в виде излучающей эластичной мембраны, заполненного рабочей жидкостью и соединенного с расширительным резервуаром. Однако известный излучатель не может быть использован для генерации колебаний большой мощности, поскольку в качестве излучающего элемента содержит преобразователь из керамики титаната бария, обладающий, как все твердотельные преобразователи, невысокой механической прочностью и накоплением остаточны. напряжений (усталостью материала) (31.

Цель изобретения — генерация колебаний большой мощности путем исключения твердотельного электроакустического преобразователя.

650663

Формула изобретения где С вЂ” скорость звука;

L — длина сосуда;

Г1(-{р114П14 Заказ 686/8 Тираж 584 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Г1роектная, 4

Зто достигается тем, что резонатор заполнен ферромагнитной жидкостью и снабжен источником переменного магнитного поля, размещенным на его подвижной торцовой стенке.

На чертеже представлен излучатель, продольный разрез.

Излуча"ель выполнен в виде жесткого корпуса l (цилиндр или г1араллелепипед), жесткой генки 2, установленной с возможностью перемещения, и эластичной мембра- 10 ны 3, герметично закрывающей корпус, заполненный ферромагнитной жи/1костью 4. Непосредственно около подвижной стенки 2 находится источник 5 периодического во времени магнитного поля, Внутренний объем

15 корпуса 1 посредством вентиля 6 и соединительной трубы 7 сообщается с сосудом 8, содержащим запас ферромагнитной жидкости.

Излучатель работает, следующим образом.

Так как давление ферромагнитной жид- 20 кости пропорционально напряженности магнитного поля, то периодическое во времени неоднородное магнитное поле, создаваемое источником 5, создает в жидкости периодическое давление, приводящее к периодическому сжатию жидкости. Вследствие этого

2S в замкнутом объеме, образованном боковыми стенками, стенкой 2, мембраной 3, заполненном ферромагнитной жидкостью, возбуждается стоячая звуковая волна, пучность колебаний частиц в которой находится в плоскости мембраны 3. В связи с тем, что замкнутый объем играет роль резонатора (имеет дискретный набор собственных частот колебаний) амплитуда возбуждаемой стоячей волны максимальна при совпадении частоты переменного магнитного поля с одной из собственный частот резонатора.

Если сосуд представляет собой параллелепипед, то условие наступления резонанса определяется соотношением

Fpeg С (20-ф IQL -1- (Я -1) l а +(2n 1) l8 а,о — поперечные размеры; гопn= l, 2, 3...

Так как добротность излучателя падает с возрастанием E,тп,тт, то возбуждение целесообразно вести на основной частоте.

Бреу = С /4L2 +-- a2 -1 — /62 оС.и

Ввиду того, что Fpcg зависит от длины сосуда L, то при перемещении стенки 2 относительно стенок 1 (при этом необходимо открыть вентиль 6 и соединить тем самым внутренний объем излучателя посредством трубы 7 с сосудом 8, то есть дать возможность ферромагнитной жидкости перемещаться из одного сосуда в другой и заполнить внутренний объем излучателя) изменяется основная резонансная частота, кроме того, становится возможной подстройка излучателя.

Излучатель звука, содержащий корпус в виде замкнутого резонатора, одна из торцовых стенок которого выполнена с возможностью перемещения, а другая — в виде излучающей эластичной мембраны, заполненного рабочей жидкостью и соединенного с расширительным резервуаром, отличаюи4ийся тем, что, с целью генерации колебаний большой мощности путем исключения твердотельного электроакустического преобразователя, резонатор заполнен ферромагнитной жидкостью и снабжен источником переменного магнитного. поля, размещенным на его подвижной торцовой стенке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бергман Л. Ультразвук, М., 1957, с. 50 — 51;

2. Сагу В. В., Геп1оп F. Н. J. of the

Acoustical Society of America, № 5, 1969.

3. Блинова Л. П., Колесников А. E., Ланганс Л. Б. Акустические измерения, М., Изд-во Ста нда ртов, 1 971, с. 16.