SU997835A1 - Магнитострикционный преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технической акустике и может быть использовано в различном технологическом оборудовании.

Известны магнитострикционные преобразователи , в которых возбуждающее поле и поле подмагничивани  создаютс  пропусканием посто нного и переменного токов обмотки 1.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  преобразователь , содержащий стержень из магнитострикционного материала, обмотку возбуждени  и систему подмагничивани  на посто нных магнитах 2.

Недостатком известного преобразовател   вл етс  мала  интенсивность излучени , обусловленна  тем, что его конструкци  может быть применена лишь дл  стержней из материалов с магнитной проницаемостью f( 1, которые обладают сравнительно низкой магнитострикцией.

При использовании магнитострикционных материалов на основе соединений редкоземельных элементов (РЗЭ) с железом с f дл  достижени  максимальной магнитосрикции требуютс  значительно больщие пол  подмагничивани , так как только

при этом условии образуетс  замкнутый магнитопровод, заключающий в себ  основной магнитный поток и обеспечивающий требуемую напр женность пол  подмагничивани .

Цель изобретени  - повыщение удельной акустической мощности при использовании магнитострикционных материалов с низкой магнитной проницаемостью.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что система подмагничивани  выполнена

10 в виде двух симметрично расположенных относительно оси стержн  магнитных блоков , каждый из которых состоит из двух примыкающих друг к другу посто нны-х магнитов, имеющих противоположную

15 пол рность и намагниченных в направлении , перпендикул рном оси стержн , при этом поверхности магнитов, обращенные к стержню, имеют монотонно измен ющийс  профиль с уменьщением зазора между

2р поверхност ми магнитов и стержн  от центра к кра м стержн .

На фиг. 1 изображен преобразователь: на фиг. 2 - расчетна  и экспериментальна  кривые зависимости пол  подмагничивани  Н от координаты X вдоль оси стержн .

Преобразователь состоит из активного стержн  1,. из магнитострикционного сплава РЗЭ с железом, обмотки возбуждени  2, намотанной на каркасе 3 и статической системы подмагничивани , состо щей из двух одинаковых симметрично расположенных магнитных блоков, между которыми помещен стержень 1. Каждый магнитный блок состоит из двух примыкающих друг к другу посто нных магнитов 4 и 5 из высококоэрцитивного материала. Посто нные магниты 4 и 5 имеют противоположную пол рность и намагничены в направлении, перпендикул рном оси стержн .

Магниты укреплены на пластинке 6 из стали с высоким значением магнитной проницаемости . Поверхности магнитов 4 и 5, обращенные к стержню 1, имеют монотонно измен ющийс  ступенчатый профиль с величиной зазора между поверхност ми магнита и стержн  0,,179E-0,077t-0,07« от центра к его кра м через каждый 0,125f, где 6 - длина стержн . Стержень 1 закреплен по центру в каркасе 3 микрометрическими винтами 7.

Предлагаемый преобразователь, работает следующим образом.

Посто нный магнитный поток, выход щий во внещнее пространство (рабочую зону) с поверхности ступеней магнита 5 замыкаетс  на поверхности ступеней магнита 4. Крайние ступени приближены к оси стержн  1 дл  получени  максимальной размости магнитного потенциала на концах рабочей зоны. Высоты внутренних ступеней подобраны так, чтобы изменение потенциала вдоль стержн  1 было линейное и напр женность продольного пол  посто нна. Роль внутренних ступеней состоит в том, что они направл ют дополнительный магнитный поток в рабочую зону, так как при их отсутствии наблюдаетс  заметное ослабление потока в центральной части стержн . Таким образом, высока  напр женность пол  в данной системе подмагничивани  достигаетс  за счет достаточно больщого количества материала посто нных магнитов 4 и 5 и оптимальной геометрии конструкции , позвол ющей направить основную часть магнитного потока вдоль продольной оси стержн  1 и максимально снизить поле рассе ни . Указанные соотношени  размеров ступенчатого профил  позвол ют получить требуемые значени  напр женности пол  в стержне 1 при однородности пол  5% в минимальных габаритах и при максимальном использовании энергии посто нных магнитов 4 и 5. Представленные (фиг. 2) экспериментальные измерени  зависимости пол  Н от координаты X вдоль оси стержн  (сплощна  крива ) и расчетна  зависимость (пунктирна  крива ) показывают, что на прот жении 80% длины стержн  поле однородно и составл ет 1100 Э. При подаче переменного напр жени  на возбуждающую катущку 2 в стержне 1 возникает переменное магнитное поле, параллельное оси стержн . Суперпозици  этого пол  и посто нного пол  системы подмагничивани  обеспечивает вывод рабочей точки преобразовател  на наиболее крутой участок магнитострикции, на котором и происходит работа преобразовател .

Предложенное изобретение позвол ет использовать в преобразовател х материалы с высокой магнитострикцией, что, в свою очередь, позвол ет увеличить удельную акустическую мощность преобразовател .

Claims (2)

1.Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. М,, Изд-во «Иностранна  литература 1956, с. 55, фиг. 49.

2.Источники мош,ного ультразвука. Под ред. Л. Д. Розенберга. М., «Наука, 1967, ч. II. с. 133.

У/7//////////////////////////////////////////Л

-б

Фиг,.

5QQ ,