Ультразвуковой генератор для возбуждения вращающегося ультразвукового поля

 

П ИСА (ii} 719701

НИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l (61) Дополнительное к авт. свиЛ-ву— (22) Заявлено 07.07.78 (21) 2640508/18-10 (51) М. Кл.

В 06 В 1/00 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный комнтет

СССР (23) Приоритет— до делам изобретений н отнрытнй (53) УДК 534.232 (088.8) Опубликовано 05.03.80. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 15.03.80 (72) Авторы изобретения

В. М., Колешко, В. Я. Сунка, С. С. Кривоносов и М. И. Гурин

Институт электроники АН Белорусской CCP (71) Звявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЛ ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

ВРАЩАЮЩЕГОСЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к ультразвуковой обработке материалов и может найти применение для завальцовки, резки, дробления и т. д.

Известны ультразвуковые генераторы для возбуждения вращающегося ультразвукового поля, содержащее задающий генератор, усилитель мощности и электроакустические преобразователи, расположенные на волноводной системе, причем волноводная система выполнена в виде тригональной призмы

Г с размерамк основания и высоты кратными длине полуволны возбуждаемых в ней колебаний (1). !

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ультразвуковой генератор для возбуждения вращающегося ультразвукового поля, содержащий последовательно соединенные генератор, фазорасщепитель, N высокочастотных усилителей мощности, а также N электроакустических преобразователей с измерительными сопротивлениями, подключенных к выходам соответствующих усилителей мощности (2).

Недостаток известных устройств заключается в узкой полосе пропускания, вызывающей частотное рассогласование элементов акустической колебательной системы.

Цель изобретения — расширение поло5 сы пропускания ультразвукового генератора.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство дополнительно введены последовательно соединенные суммато тор, делитель напряжения, усилитель постоянного тока, и преобразователь напряжение-сопротивление, управляемый делитель частоты и низкочастотный усилитель мощности, а также N эмиттерных повторителей, входы которых подключены к выхот дам соответствующих измерительных сопротивлений, а выходы — ко входу сумматора, и блок управления, подключенный ко второму входу преобразователя. Напряжениесопротивление, при этом выход задающего

2о генератора подключен ко второму входу уп. равляемого делителя частоты, а выход низ- кочастотного усилителя мощности — ко входам электроакустических преобразователей.

Для получения наиболее равномерной ам""плитуды механических колебаний в полосе пропускания первая пара комбинационных

10 " частбт доЛЖна оТЛИ4аться от частоты механического резонанса на величину равную или меньше, чем ширина полосы пропускания механической колебательной .системы при возбуждении ее только высокочастотныA ми колебаниями.

Ф5

С этой целью выходные напряжения с измерительнйх сопротивлений 9, 10, 11, пропорциональные добротностям преобразователей 6, 7; и 8, суммируются устройством

15; а затем делителем 16 делятся на число преобразователей. Выходное напряжейие делителя 16, пропорциональное интегральной добротности преобразователей, через усилитель 17 постоянного тока изменяет величину сопротивления преобразователя 18 напряжение-сонротивление. При этом на преобразователь 18 с блока 21 управления таКже подается постоянное напряжение, соответствующее начальной номинальной ширине полосы пролускания между парой комВ предлагаемом ультразвуковом гене ф раторе полоса частот расширяется в 3,8—

4 раза, а йеравномерность механических колебаний в полосе пролускания (полоса первой пары комбинационных частот) меньше

1,5 — 1,3 дБ.

При завальцовке оптических, линз производительйость труда с использованием предлагаемого генератора возрастает более чем на 20% при одновременном повышении качества ультразвуковой обработки.

Яа чертеже изображена схема ультразсвнуксового генератора, трехканальный "ва- р-имИ-."- :=:=»Устройство содержит задающий генератор 1 с частотной модуляцией; фазорасщепитель 2, N(N)1) усилителей мощности высокой частоты 3 — 5, нагруженных на-электроакустические преобразователи 6 — 8 с последовательно включенными с ними измерительными сопротивлениями 9 — 11, эмиттерные повторители 12 — 14, объединенные на сумматоре 1 5, делитель 16 напряжения с усилителем 17 постоянного тока, преобразователь 18 напряжение-сопротивление, управляемый делитель 19 частоты, низкочастотный усилитель 20 мощности и блок 21 = управления.

"Выход задающего генератора 1 через управляемый делитель 19 частоты соединен со входом йизкочастотного усилителя 20 мой1" иости, вътход которото соединен с "электроакустическими преобразователями 6 — 8, а выходы их измерительных сопротивлений 9—

11 через эмиттерные повторители 12 — 14 и цепочку последовательно включенных сумматора 15,. делителя 16 напряжения, уситлителя 17 постоянного тока соединены со входом преобразователя 18 напряжение-со. противление, выход которого соединен со

= вторйм "входом управляемого делителя 19 частоты:--Устройство работает следующим обра3

Задааюлций генератор 1 вырабатывает высокоча".тотные колебания в лсочлосет оччтаСот, осХсаватчватючщеи рЕзОндайоеную" часстсОту тМЕХанической колебательной системы. В фазорасщепителе 2 однофазное напряжение

" " расцепляется на три напряжения, сдвинутые тпо фазе на 120", которые усиливаются усилителями мощности соответствейно 3, 4, 5 и возбуждают электроакустические преобразователи 6, 7 и 8. При этом преобразователи работают на ббщую пассивную колебательную систему. Амплйтудно=частотная характеристика (АЧХ) мЖИ1П йФйх"кон- :. лебаний преоб азователей и пассивной колебательной системы мойочастодтснсая.

Г- .-:

Жаа сасдча д" «тт, т- о-.* -« "таа . ааачаао тча

Для расширения полосы пропускания

АЧХ механических колебаний ace преобразователи дополнительно возбуждают напряжейием нйзкочастотного усилителя 20 мощ- ности. За счет нелинейных свойСтв твердых тел механической колебательной системы в последней происходит нелийейное взаимодействие и самовозбуждение дополни".ель° ных сумма-разностнйх комбинационных частот и гармоник несущей и модулирующей

--; —, "частот.

При достаточно нинкой частоте усйления 20 первая пара боковых комбинацион. иых частот совместйо с резонайснои часто4 т той механической колебательной системы об— разуют расширенную полосу частот, пропускаемую всей колебательной системой.

Это способствует стабилизации механичес ких колебаний, вводимых в технологическую среду.

З0 бинационных частот., Разность напряжений с выходов блока

21 и усилителя 1? изменяет активное сопротивление преобразователя 18, подключен ногоск"управляемому делителю частоты. faЗ ким образом, автоматически, в зависимости от текущего значения интегральной добротности преобразователя, изменяется низкая частота так, что неравномерность АЧХ механических колебаний в полосе пропускания остается неизменной.

Устройство работает при различных режимах подмагничивания магнитострикционного преобразователя или поляризации

" лтьезсосктерамсического преобразователя, однако большая эффективность нелинейного преобразования имеет место при малых и боль- " п их йиачеднйях йодмагн1гчивании или поляризации.

719701

Формула изобретения

Составитель Е. Литвинов

Техред К. Шуфрич Корректор Ю. Макаренко

Тираж 565 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Редактор Л. Веселовская

Заказ 256/4

Ультразвуковой генератор для возбуждения вращающегося ультразвукового поля, содержащий последовательно соединенные генератор, фазорасщепитель и N высокочастотных усилителей мощности, а также N электроакустических преобразователей с измерительными сопротивлениями, подключенных к выходам соответствующих усилителей мощности, отличающийся тем, что, с целью расширения частотной полосы пропускания, в него дополнительно введены последовательно соединенные сумматор, делитель напряжения, усилитель постоянного тока, преобразователь напряжение-сопротивление, управляемый делитель частоты и низкочастотный усилитель мощности, а

6 также N эмиттерных повторителей, входы которых подключены к выходам соответствующих измерительных сопротивлений, а выходы — ко входу сумматора, и блок управления, подключенный ко второму входу

S преобразователя напряжение-сопротивление, при этом выход задающего генератора подключен ко второму входу управляемого делителя частоты, а выход низкочастотного усилителя мощности подключей ко входам электроакустических преобразователей.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 5164 кл. В 08 В 3/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 402498, кл. В 06 В 1/08, 1974 (прото1S тип).