Магнитострикционный преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюэ Сееетскнк

Сецнаанстнчмвик

Ресвублнк

К АВТОРСКОМУ Св ВТВЛЬСТВУ (61) Дополнмтельное к авт. свид-ву — (22) Заявлено 04,0280 (21) 2878062/18-10 (511М. К

Н 04 R 15/00

В 06 В 1/08 сарисоедимениемзаявкиМ— (23)ПриоритетГвсуяарствеявмй явиятат

СССР ве яйлам язвбРФтаявя я вткрытвй

Опубликовано -1ЫО.81. Бюллетень NQ 38 (53) УДК 534. 232 (088.8) Дата о убликоваммя описания 15,1 081, P2) Автор изобретения

В.Н. Носов (Всесоюзный научно-исследовательский и титут ядерной геофизики и геохимии (71) Заявитель (54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в гидроакустике, измерительной технике, геоакустике и других областях техники.

Известны магнитострикцнонные преобразователи, содержащие стержень иэ тонких изолированных пластин или колец, на котором размещена обмотка кз медного изолированного провода(1) .

Однако такие преобразователи обладают малым. коэффициентом преобразования. .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является маг.- 1э нитострикцконный преобразователь, содержащий сердечник в виде свернутой в рулон ленты иэ магнитострикцконного материала, покрытого иэолирующиМ слоем. причем к концам ленты подключей 2О источник переменного тока. (2 .

Однако этот преобразователь также обладает малым коэффициентом преобразования.

Целью изобретения является,увелкче-2 нке коэффициента преобразования.

Цель достигается тем, что в устрой ство введены два идентичных стержня с накладками на каружных торцах, причем накладки жестко соединены с тор- 30 цами сердечника, а внутренние торцы стержней установлены с зазором..

Кроме того, сердечник снабжен дву.мя обмотками, размещенными с наружной стороны, оцна иэ которых подключена к источнику переменного тока, а другая к концам ленты, причем обмотки подключены сннфазно.

Причем между торцами сердечника и накладками введены шайбы из магнитотвердого материала с продольной поляризацией, а накладки выполнены из магнитомягкого материала.

Стержни выполнены иэ феррита бария, а накладки выполнены из феррита с высоким удельным электрическим сопротивлением.

На фиг. 1 показан один из вариантов выполнения предложенного устройства; на фиг. 2 — принципиальная схема его электрической и магнитной цепей.

Иагнитострикционный преобразователь содержит составную частотнопонижающую накладку в виде пластины 1, выполненную из магнктомягкого материала с малыми вихревыми потерями, например из феррита, и соединенную с шайбой 2 иэ феррита бария илн другого магнитотвердого материала, облада873468

Формула изобре тания

2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что сердечник снабжен двумя обмотками, разме$Q щенными с наружной стороны, одна из которых подключена к источнику переменного тока, а другая к концам лен-ты, причем обмотки подключены синфазно.

55 ющего большим удельным электрическим сопротивлением. Последняя в свою очередь соединена механически с витым сердечником 3 из ленты магнитострикционного материала, свернутого в рулон. Противоположный торец рулона соединен с частотнопонижающей накладкой, выполненной аналогично описанной и состоящей из шайбы 4 и пластины 5.

В центре пластин размещены стержни из магнитопроводящего материала с зазором б. На внешней поверхности сердечника размещены обмотки 7 и 8 (фиг. 1), причем обмотка 7 соединена с источником переменного тока (не показано) посредством клемм A и Б, а обмотка 8 соединена с наружным и внутренним концами рулона ленты (сердечника). Между витками последнего размещена электроизоляция в виде лака, бумаги, окисной пленки, ткани и т.д. и т.п. Сердечник 3 электрически представляет собой плоскую однослойную катушку, устройство которой пояснено на фиг. 2. Соединение обмоток 7 и 8 представлено на фиг.2. Магнитная цепь 9 состоит из сердечника 3, элементов 1, 2 и 4, 5, соединенных синфазно по магнитному потоку, и магнитного сопротивления 10, образованного вследствие присутствия зазора б (фиг.1) между стержнями. В общем фиг. 2 представляет собой электрическую схему трансформатора с подмагничиванием от постоянных магнитов (элементы 2 и 4 накладок), соединение обмоток 7 и 8 пояснено выше. Эти обмотки соединены синфазно. Один из концов обмотки 8 соединен с внутренним концом рулона через отверстие, выполненное в сердечнике (фиг.1). Если. предложенный преобразователь испольэовать в режиме приема, то на стержнях пластин 1 и 5 или поверх сердечника

3 выполняется приемная обмотка, не показанная на фиг.1, с большим числом витков, что обеспечивает заданную чувствительность ° Внутри стержней может быть выполнено отверстие для армирующего болта из немагнитного материала, например латуни или бронзы, что увеличивает прочность и надежность преобразователя нри излучении большой мощности. Сердечник 3 выполняется из никеля, магнитострикционных сплавов типа К49Ф2, К50Ф2, пермаллоя, альфера и др.. Шайбы 2 и 4 и стержни, установленные на пластинах

1 н 5, выполняются из феррита бария или самария.

Магнитострикционный преобразователь в режиме излучения работает следующим образом.

При подаче переменного напряжения на клемме A и В первичной обмотки 7 во вторичной обмотке 8 и в сердечнике 3. за счет магнитной связи наводится электродвижущая ..сила, синфазная с входным напряжением. Суммарное действие тока в первичной 7 и вторичной обмотке 8 и сердечнике 3 приводит к увеличению переменной части магнитного поля. 3а счет магнитострикционного эффекта в сердечнике возникают, 5 колебания преобразователя. Колебания стержней приводят к изменению величины зазора б, что приводит к изменению магнитного сопротивления 10 в магнитной цепи 9, что позволяет до- полнительно увеличить переменную .часть магнитного поля и следовательно, амплитуду колебаний преобразователя. Наличие магHHTHblx шайб 2 и 4 обеспечивает работу преобразователя на наиболее крутом участке кривой магнитострикционного материала сердечника. Оптим;.льный режим достигается варьированием величины зазора б в пределах 0,1-1,0 мм. Предлагаемый магнитострикционный преобразователь

20 дает возможность увеличить коэффициент преобразования на 10-15 дВ.

Экономическая эффективность зависит от области использования преобразователя. Она увеличивается с повышением мощности, потому, что с повышением чувствительности увеличивается также электроакустический КПД.

1.: Магнитострикционный преобразователь, содержащий сердечник в виде свернутой в рулон ленты из магнитострикционного материала, покрытого изолирующим слоем, причем к концам ленты подключен источник переменного тока, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента преобразования, внутри сердечника установлены два идентичных стержня с накладками на наружных торцах, причем накладки жестко соединены с торцами сердечника, а внутренние торцы стержней установлены с

45 зазором.

3. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что между торцами сердечника и накладкам вве денны шайбы из,магнитотвердого маО териала с продольной поляризацией, а.накладки выполнены из магнитомягкого материала.

4. Преобразователь по п.1, о т.ч а ю шийся тем, что стержни выполнены из феррита бария, а нак873468 фиг.1 фиг.2

Составитель И. Сазонов

Редактор T. Веселова Техред.Ж.Кастелевич Корректор М. Шароши

Заказ 9079/86 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4

-ладки выполнены из феррита с высоким. удельным электрическим сопротивлением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кардашев Г.A. и др. Тепломасcoîáìåííûå акустические процессы и аппараты.. М., "Машиностроение", 1973, с. 90-91.

2. Морган Г.Л. Ультразвуковой преобразователь в виде витков иэ ленты. — "Electronics", 1961, В 33, с. 70 (прототип).