SU438088A1

SU438088A1 - Ultrasonic generator

Info

Publication number: SU438088A1
Application number: SU1756033A
Authority: SU
Inventors: Юрий Семенович Бараник; Валерий Георгиевич Комиссаров
Original assignee: Предприятие П/Я В-8495
Priority date: 1972-03-03
Filing date: 1972-03-03
Publication date: 1974-07-30

Description

1one

Изобретение относитс к ультразвуковым генераторам с автоподстройкой частоты, примен емым в различных технологических пропессах (ультразвукова сварка, ультразвукова очи€тка, обработка и т. д.).This invention relates to ultrasonic auto-tuning oscillators used in various technological processes (ultrasonic welding, ultrasonic cleaning, machining, etc.).

Известен ультразвуковой генератор с автоподстройкой частоты, содержащий последовательную цепочку из усилител мощности, нагрузки в виде ультразвукового электроакустического преобразовател и датчика механического резонанса с цепочкой обратной св зи, содержащей последовательно соединенные усилитель-ограничитель и формирователь синхроимпульсов .An ultrasonic oscillator with an automatic frequency control is known, which contains a series of a power amplifier, a load in the form of an ultrasonic electroacoustic converter, and a mechanical resonance sensor with a feedback circuit containing a series-connected amplifier-limiter and a sync pulse generator.

Однако при малых мощност х, подводимых к преобразователю, не происходит надежного возбуждепи ультразвукового генератора на частоте механического резонанса, а из-за по влени посто нной составл ющей на .выходе генератора смещаетс рабоча точка преобразовател и нарушаетс настройка генератора на резонансную частоту преобразовател .However, at low power supplied to the transducer, there is no reliable excitation of the ultrasonic generator at the mechanical resonance frequency, and due to the appearance of a constant component at the output of the generator, the working point of the transducer shifts and the tuning of the generator to the resonant frequency of the transducer is disturbed.

Цель изобретени - повыщение надежности возбуждени и точности автоматической настройки на требуемой частоте механического резонанса преобразовател .The purpose of the invention is to increase excitation reliability and accuracy of automatic tuning at the required frequency of the mechanical resonance of the converter.

Это достигаетс тем, что генератор содержит устройство ударного возбуждени , выполненное , например, в виде ждущего мультивибратора , запускаемого сигналами управлени технологическим процессом, выход которого соединен с одним из входов электронного ключа, и счетный триггер, вход которого св зан с выходом формировател синхронизирующих импульсов, а выход с вторым входом электронного ключа. В цепочку обратной св зи перед усилителем-ограничителем включен полосовой фильтр. На чертеже показана блок-схема ультразвукового генератора, где 1 - устройство ударного возбуждени , 2 - триггер, 3 - электронный ключ, 4 - усилитель мощности, 5 - нагрузка в виде ультразвукового электроакустического преобразовател , 6 - датчик механического резонанса, 7 - полосовой фильтр, 8 - усилитель-ограничитель, 9 - формирователь синхронизирующих импульсов . Генератор работает следующим образом.This is achieved by the fact that the generator contains a shock excitation device, made, for example, in the form of a waiting multivibrator triggered by process control signals, the output of which is connected to one of the electronic key inputs, and a counting trigger, the input of which is connected to the output of the synchronizing pulse generator, and the output with the second input of the electronic key. A bandpass filter is included in the feedback loop in front of the limiting amplifier. The drawing shows a block diagram of an ultrasonic generator, where 1 is a shock excitation device, 2 is a trigger, 3 is an electronic switch, 4 is a power amplifier, 5 is a load in the form of an ultrasonic electroacoustic transducer, 6 is a mechanical resonance sensor, 7 is a band-pass filter, 8 - limiting amplifier, 9 - clock pulse shaper. The generator works as follows.

По сигналу управлени технологическим процессом устройство ударного возбуждени , представл ющее собой ждущий мультивибратор , вырабатывает пр моугольный импульс, который поступает на один из входов открытого электронного ключа 3. С выхода ключа пр моугольный импульс через усилитель мощности попадает на ультразвуковой электроакустический преобразователь, который совершает свободные затухающие механические колебани , причем амплитуда их в начальный момент максимальна на собственной резонансной частоте преобразовател 5.According to the process control signal, the shock excitation device, which is a standby multivibrator, generates a rectangular pulse that arrives at one of the inputs of the public electronic key 3. From the key output, the rectangular pulse passes through the power amplifier to an ultrasonic electroacoustic transducer, which makes free damped mechanical oscillations, and their amplitude at the initial moment is maximum at its own resonant frequency of the converter 5.

Эти колебани регистрирует датчик механического резонанса, который вырабатывает синусоидальное напр жение, поступающее далее в цень обратной св зи на полосовой фильтр 7. Фильтр пропускает узкую полосу частот в области основной резонансной частоты преобразовател . С выхода полосового фильтра напр жение подаетс на усилительограничитель 8 с релейной характеристикой, а после него - на формирователь 9 синхроимпульсов , состо щий из двух одинаковых ждущих мультивибраторов, один из которых запускаетс передним фронтом пр моугольного напр жени , а другой - задним. При этом за счет сложени во времени сформированных синхроимпульсов происходит удвоение частоты .These oscillations are recorded by a mechanical resonance sensor, which produces a sinusoidal voltage, which then goes to the feedback center on the band-pass filter 7. The filter passes a narrow frequency band in the region of the fundamental resonant frequency of the converter. From the output of the bandpass filter, the voltage is applied to the amplifier-limiter 8 with a relay characteristic, and after it to the driver 9 sync pulses, consisting of two identical waiting multivibrators, one of which is triggered by the front of the rectangular voltage, and the other by the rear. In this case, due to the addition in time of the generated sync pulses, frequency doubling occurs.

Далее синхроимпульсы двойной частоты подаютс на вход счетного триггера 2, выход которого подключен к второму входу электронного ключа 3. Счетный триггер делит эту частоту на два. С выхода триггера пр моугольное напр жение со скважностью два поступает через электронный ключ 3 на вход усилител мощности. Это приводит систему генератор - нагрузка к самовозбуждению на основной частоте механического резонанса преобразовател .Next, the double-frequency clock pulses are fed to the input of the counting trigger 2, the output of which is connected to the second input of the electronic key 3. The counting trigger divides this frequency into two. From the output of the trigger, a rectangular voltage with a duty cycle of two is fed through the electronic switch 3 to the input of the power amplifier. This leads the generator system - the load to self-excitation at the fundamental frequency of the mechanical resonance of the converter.

По окончании технологического процесса электронный ключ закрываетс , и механические колебани в преобразователе 5 срываютс . At the end of the process, the electronic key closes and the mechanical vibrations in the converter 5 are broken.

Предмет изобретени Subject invention

Ультразвуковой генератор с автоподстройкой частоты, содержащий последовательнуюAn auto-tuned ultrasonic generator containing serial

цепочку из усилител мощности, нагрузки в виде ультразвукового электроакустического преобразовател и датчика механического резонанса с цепочкой обратной св зи, содержащей последовательно соединенные усилитель-ограничитель и формирователь синхроимпульсов , отличающийс тем, что, с целью повышени надежности возбуждени и точности автоматической настройки на требуемой частоте механического резонанса преобразовател ,он содержит устройство ударного возбуждени , выполненное, например, в виде запускаемого сигналами управлени технологическим процессом ждущего мультивибратора, выход которого соединен с одним из входовa chain of power amplifier, a load in the form of an ultrasonic electroacoustic converter and a mechanical resonance sensor with a feedback circuit containing a series-connected amplifier-limiter and clock generator, characterized in that, in order to increase the excitation reliability and accuracy of automatic tuning at the required mechanical resonance frequency converter, it contains a shock excitation device made, for example, in the form of control signals triggered by ologicheskim process monostable multivibrator, whose output is connected to one input

электронного ключа, и счетный триггер, вход которого соединен с выходом формировател синхронизирующих импульсов, а выход с вторым входом электронного ключа, и в цепочку обратной св зи перед усилителем-ограничителем включен полосовой фильтр.an electronic key, and a counting trigger, the input of which is connected to the output of the clock generator, and the output to the second input of the electronic key, and a feedback filter is included in the feedback chain before the limiting amplifier.