Преобразователь электромагнитно - акустический

К числу измерительных преобразователей с электрическим выходом относятся тензопреобразователи, основанные на изменении электрического сопротивления проводников при их растягивании или сжатии (тензоре-зисторы), преобразователи контактного сопротивления, использующие зависимость переходного сопротивления контактов от усилия их сжатия всевозможные емкостные, индуктивные, трансформаторные, магнитоэлектрические, электро-акустические преобразователи, электромагнитные преобразователи линейных и угловых перемещений. Если обозначить р — удельное сопротивление материала проволоки, S — поперечное сечение и / — длину проводника, то для величины изменения сопротивления тензоре-зистора AR оказывается справедливым равенство [c.193]

Электромагнитно-акустические преобразователи. В табл. 9 показаны основные схемы электромагнитно-акустических (ЭМА) преобразователей, действие которых основано на эффектах электромагнитного поля. На рис. 41 даны конструкции наиболее применяемых преобразователей для продольных и поперечных волн. В преобразователе, показанном на рис. 41, а, магнитное поле с индукцией Вп в зоне действия вихревых токов расположено по нормали к поверхности изделия. [c.225]

Электромагнитно-акустические (ЭМА) способы. Эффекты электромагнитного поля состоят из эффектов магнитострикции, магнитного и электродинамического взаимодействия. Магнито-стрикция рассмотрена в начале этого подраздела применительно к контактным способам. Бесконтактное возбуждение и прием ультразвуковых колебаний осуществляют за счет магнитострик-ционного и магнитоупругого эффектов, наблюдаемых непосредственно в контролируемом изделии. Схема ЭМА-преобразователя изображена на рис. 1.40. В намагниченном магнитом 1 изделии 3 под действием катушки 2 с переменным током возбуждается переменное магнитное ноле, которое вызывает в объеме изделия вблизи поверхности эффект магнитострикции. [c.69]

Ультразвуковое воздействие на поверхность деталей зависит не от кавитационного действия пузырьков, а от вторичного эффекта — гидродинамических потоков, возникающих в акустическом поле, которые открывают и уносят в растворенном виде частицы загрязнений, очищая тем самым поверхность детали. Из сказанного следует для ультразвукового обезжиривания в органических растворителях можно использовать акустическое поле низкой частоты (0,1 кгц), которое легко получается от обычного электромагнитного излучателя, питаемого от промышленной сети, причем специального оборудования для ультразвуковой обработки (генераторы, преобразователи) не требуется. [c.191]

В современных электронных устройствах при работе с сигналами высокой частоты в ряде случаев используются устройства, создающие запаздывание сигнала на определенный интервал времени. Длинная электрическая линия или волновод для этой цели мало пригодны, так как из-за большой скорости распространения электромагнитных волн потребовались бы очень громоздкие конструкции даже для относительно малых времен задержки. Скорость распространения акустических волн в твердых телах составляет всего несколько тысяч метров в секунду и это позволяет использовать в электронных схемах акустические линии задержки в соединении с электроакустическими преобразователями. [c.184]

Электромагнитно-акустические преобразователи [c.197]

В табл. И показаны основные схемы преобразователей, действие которых основано на эффекте электромагнитного поля. На рис. 44 даны конструкции наиболее часто применяемых преобразователей для продольных и поперечных волн. В преобразователе, показанном на рис. 44, а, магнитное поле с индукцией Вп в зоне действия вихревых токов расположено по нормали к поверхности изделия. Сила Р, определяющая смещение точек среды, направлена по касательной к поверхности, т. е. возбуждаются поперечные акустические волны. Напряженность электрического поля, возникающего в результате двойного преобразования 28] [c.197]

Преобразователь является сложным электроакустическим прибором, состоящим из следующих основных элементов собственно преобразователя упругих колебаний в электромагнитные и наоборот, протектора (защитного донышка) или акустической задержки (призмы), демпфера, корпуса, токоподвода (рис. 4.6). [c.112]

Рассмотрение в предыдущих параграфах физических основ преобразований наглядно демонстрирует известное положение об аналогии эффектов различных по природе параметров, характеризующих процессы в системах. Реальные измерительные цепи включают в себя преобразователи, основанные на механических, электромагнитных, акустических и других принципах действия. Аналогии, существующие между этими системами с успехом используются при исследованиях и расчетах (159, 137, 96] и др.). Методы, основанные на применении аналогий, позволяют упростить выкладки и делают более обозримыми как промежуточные этапы исследования, так и его результаты. Достоинства этих методов выявляются главным образом при анализах и расчетах сложных цепей. Основой метода аналогий является представление об изменениях энергии в системах, осуществляющих преобразование. [c.129]

Электромагнитно-акустические преобразователи (ЭМА) могут возбуждать и принимать все возможные моды акустических волн. [c.229]

Бесконтактный преобразователь содержит электромагнитно-акустический возбудитель упругих колебаний в качестве приемника используется микрофон. Этот преобразователь применяется только для контроля изделий с электропроводящими (например, металлическими) обшивками. [c.264]

Для преобразования акустического сигнала в электрический используют преимущественно пьезоэлектрические преобразователи. Конструктивная схема типичного преобразователя АЭ (ПАЭ) аналогична схеме прямого пьезопреобразователя в УЗК. Во многих случаях при контроле производственных объектов применяют резонансные ПАЭ, поэтому демпфирование пьезоэлемента не производится. В отличие от преобразователей для УЗК в ПАЭ используются резонансы пьезоэлемента как по толщине, так и по диаметру. С целью повышения устойчивости к электромагнитным помехам пьезоэлементы выполняют по дифференциальной схеме. [c.320]

Электрические импедансы преобразователей обычно очень велики, что затрудняет борьбу с электрической наводкой — передачей электромагнитных сигналов от одного преобразователя к другому помимо акустического пути. Для уменьшения наводки используются сетчатые экраны из проволоки, показанные на рис. 2.14. [c.55]

Рис. 3.29. Типичное расположение преобразователей при градуировке, когда Электромагнитная наводка и различные акустические отражения могут интерферировать с прямым сигналом.

Во многих странах разрабатываются акустические усилители высокочастотных сигналов. Американские ученые, в частности, предполагают использовать их в качестве усилителей промежуточной и высокой частоты, усилителей с ограничением амплитуды сигнала, а также линий задержки сверхвысокочастотных сигналов без потерь. Действие таких усилителей основано на пьезоэлектрическом преобразовании электромагнитных колебаний в ультразвуковые, усилении ультразвуковых колебаний и на преобразовании усиленных ультразвуковых колебаний в электромагнитные. В качестве преобразователей используются пластины кварца. Зарубежные специалисты считают возможным применять для этой цели соединения из элементов 1П и V групп Периодической системы элементов Менделеева (фосфид галлия, арсенид индия, фосфид бора). [c.138]

Для получения УЗ-колебаний применяют пьезоэлектрические, магнитострикционные, электромагнитно-акустические (ЭМА) и другие преобразователи. Наибольшее распространение получили пьезоэлектрические преобразователи, изготовленные из пьезокерамических материа- [c.17]

Усилители звуковой частоты (ЗЧ) наряду с электромагнитными, электромеханическими и электроакустическими преобразователями являются одними из наиболее ответственных звеньев, обеспечивающих согласование источников сигнала с акустическими преобразователями [c.3]

Ранее применялись электромашинные и электромеханические (вибрационные) преобразователи. Однако наличие движущихся узлов, необходимость специального ухода (чистка коллекторов, замена щеток), низкий к. п. д. (45...65 %) и акустические и электромагнитные помехи способствовали замене нх статическими полупроводниковыми преобразователями. [c.181]

Работа преобразователей рассмотрена в 1.5. Здесь отметим, что в большинстве преобразователей имеется чувствительный элемент, который совершает упругие колебания под действием электромагнитного поля. В качестве чувствительного элемента чаще всего используют пьезоэлектрическую пластину, колеблющуюся по толщине. Такие преобразователи называют пьезоэлектрическими. Для передачи колебаний от преобразователя с чувствительным элементом к объекту контроля (ОК) используют различные способы акустического контакта. Обычно промежуток между преобразователем и ОК заполняют жидкостью. Если толщина слоя жидкости меньше половины длины акустической волны, то говорят о контактном способе, а если больше нескольких длин волн — то об иммерсионном (более точные определения даны в 1.5). [c.6]

В отличие от этого в преобразователях бесконтактного типа возбуждают упругие колебания точек на поверхности (или вблизи поверхности) ОК под воздействием поля другой физической природы. Чаще всего для этого используют электромагнитное поле. Такие преобразователи называют электромагнитно-акустическими (ЭМА). Они позволяют возбудить упругие колебания твердого тела по требуемому закону, т. е. в требуемом направлении в каждом участке поверхности ОК, чтобы получить нужную моду. Работа приемников акустических волн основана на эффектах, обратных используемым для возбуждения. [c.6]

В бесконтактных преобразователях механические колебания точек ОК возбуждают за счет воздействия полей иной физической природы, благодаря чему отпадает необходимость в передающей акустические колебания среде. Иногда к бесконтактным преобразователям откосят ПЭП с воздушно-акустической связью, поскольку при этом не требуется специальной среды для акустической связи. Ниже рассмотрены наиболее перспективные способы бесконтактного преобразования электромагнитно-акустический и лазерный. Другие способы (емкостный, электроискровой, радиационный) не получили пока практического применения. [c.67]

Бесконтактные толщиномеры группы В работают либо с помощью электромагнитно-акустических (ЭМА) преобразователей (см п. 6.4), либо на основе передачи ультразвуковых волн через воздух (см. п. 6.1). Невысокая чувствительность упомянутых способов не является [c.223]

В этих излучателях преобразование электрической энергии в акустическую происходит вследствие периодического изменения магнитной энергии в воздушном зазоре между магнитной системой и упругим элементом (пластиной) механической колебательной системы. Смещение упругого элемента механической колебательной системы вызывают механические силы, возникающие при изменении магнитной энергии в зазоре. Колебания упругого элемента могут происходить с частотой электрического поля или с частотой в два раза ее превышающей. В первом случае электромагнитный преобразователь называется поляризованным [c.133]

Пьезополупроводники dS, ZnS, ZnO используют в основном для пленочных преобразователей электромагнитных колебаний в акустические на высоких и сверхвысоких частотах (до 40 ГГц). Благодаря простым составу и структуре иленки подобных соединений напыляются в вакууме непосредственно на поверхность тела, в котором необходимо возбуждать акустические волны. Исключение связки приводит к снижению потерь преобразования, а возможность получения тонких слоев — к высокой резонансной частоте преобразователей. Эффективному применению кристаллов на СВЧ способствуют и низкие значения е ( 10). [c.240]

Узел акустического прпбора для неразрушающего контроля, содержащий преобразователь (преобразователи) электромагнитных колебаний в упругие и обратно, называют искателем. Ниже описаны конструкции типовых пьезоэлектрических искателей, получивших наибольшее распространение. На рис. 25, а представлен нормальный совмещенный искатель. ГГьезопластина (пьезоэлемент) 1 приклеена илп прижата к демпферу 2. Между пьезопластпной и средой 5, в которую производится излучение УЗК, может располагаться несколько тонких промежуточных слоев — один или несколько протекторов 3 и прослойка контактной смазки 4. Искатель размещен в корпусе 6. Выводы 7 соединяют пьезопластину с электронным блоком дефектоскопа. Для ввода ультразвуковых волн под углом к поверхности пли возбуждения сдвиговых, поверхностных, нормальных волн путем трансформации из падающей продольной волны в конструкцию введена призма 8 (рис. 25, б). В зависимости от назначения можно использовать различные конструктивные варианты основных типов искателей. [c.179]

Для возбуждения колебаний применяют преобразователи различных систем электродинамические, магнито-стрикционные, электромагнитные,, пьезоэлектрические и др. Свободные колебания возбуждают одиночными или периодическими ударами по контролируемому изделию. Для приема используют микрофоны, емкостные, электромагнитно-акустические, пьезоэлек-трическке и другие преобразователи. [c.289]

Продольную волну обычно возбуждают с помощью преобразователя с пластигюй, колеблющейся по толщине (см. подразд. 1.3). Поперечную 5 У-волну, как правило, возбуждают путем трансформации продольной волны, падающей из внешней среды и преломляющейся на поверхности твердого тела (см. подразд. 1.2). SH-волну таким способом получить невозможно, поскольку в падающей продольной волне отсутствует составляющая, перпендикулярная плоскости падения. Йменно трудность возбуждения ограничивает применение 5Я-волн. Эти волны возбуждают с помощью электромагнитно-акустических преобразователей, а чаще — с помощью пластины кварца Y-среза, приклеенной к поверхности изделия (см. подразд. 1.3). [c.11]

Погрешность, обусловленная влиянием акустического контакта, исключается при использовании бесконтактных способов излучения и приема акустических волн. Для этой цели применяют электромагнитно-акустические преобразователи, широкополос-ность которых позволяет формировать импульсы полуволновой длительности, что важно для достижения высокой точности. ЭМА-преобразователи легче возбуждают поперечные, а не продольные волны. Это также удобно для измерения скорость распространения поперечных волн меньше, чем продольных, измеряемый интервал времени увеличивается и соответственно уменьшается погрешность Небольшая чувствительность ЭМА-преобразователей не препятствует использованию этого способа в приборах групп А и В, характеризующихся высокой амплитудой [c.403]

Перспективно использовать для контроля по грубой поверхности специальные и электромагнитно-акустические преобразователи. Следует более широко применять магнито- и капиллярно-аэрозольные способы контроля ксерорадиографию и другие способы, позволяющие ликвидировать (уменьшить) расход серебра для приемников ионизирующих излучений. [c.147]

Схематическое изображение фи.тыра на noBupxHo iHbix акустических волнах I — звукопровод 2—акустический поглотитель J — нагрузка 4 — аполизованньц встречно-ш гы ревой преобразователь (выходной) 5 — всгречпо-штыревой преобразователь с ёмкостным взвешиванием злектродов (входной) 6 — генератор электромагнитных колебаний. [c.323]

ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ (ЭМЛП) — превращение части энергии эл.-магн. волн на границе проводника в энергию упругих колебаний той же или кратных частот, меньших дебаевской частоты (см. Дебая теория). Характеристиками ЭМЛП служат амплитуда возбуждаемого ультразвука и и эффективность преобразования Т1, определяемая отношением потоков энергий в упругой и эл.-магн. волнах. Обычно г iO -lO" , причём наиб, интенсивная генерация ультразвука происходит в присутствии пост. магн. поля Но. В случае генерации продольного ультразвука вектор Но направляют вдоль границы проводника (рис. 1, а), а в случае генерации поперечного ультразвука (см. Упругие во.ты) — по нормали к ней (рис. 1, б). Эл.-магн. поле создаётся катушками индуктивности, расположенными вблизи поверхности (при работе на высоких частотах образец помещают в объёмный резонатор). Преобразователем эл.-магн. и упругой энергий в задачах ЭМЛП выступает собственно приповерхностный слой проводника. Формируя разл. конфигурации и эл.-магн. полей у поверхности проводника (рис. 2), можно возбуждать в нём не только объёмные упругие волны, распространяющиеся иод любым углом к поверхности, но и разл. типы поверхностных акустических волн. [c.538]

Действие волновых преобразователей основано на использовании явлений, связанных с распространением электромагнитных волн (например, оптического диапазона) и волн в сплошных средах (акустические преобразователи). Наличие таких свойств, как сдвиг фазы волны при отражении от двил<ущейся поверхности колеблющегося тела, позволяет успешно применять их для измерения параметров вибрации (подробнее см гл. VI, разделы 5 и 6) [c.209]

Аппараты с акустическими и электромагнитными устройствами. Аппараты для перемешивания с акустическими устройствами по способу подвода энергии в обрабатываемую среду и возбуждения колебательных течений или нестационарных потоков делят на аппараты с внешними возбуждениями обрабатываемой среды и с самовозбуждением [52]. В первом случае колебательные или нестационарные течения создаются активными стрикционными элементами (пьезоэлектрическими или магни-тострикционными преобразователями энергии). Во втором случае эти течения возникают в результате движения среды в каналах аппарата вследствие специфики его устройства, что характерно для роторных аппаратов с модуляцией потоков (типа РАМП) и различных пульсационных распылителей. [c.333]

Существует ряд способов возбуждения ультразвуковых колебаний, в том числе механический, рациационный, лазерный, магнитный и др. [2, 4, 5]. В практике диагностирования в полевых условиях для получения и ввода ультразвуковых колебаний применяют специальные устройства — преобразователи, основанные на использовании электромагнитно-акустического (ЭМА) и пьезоэлектрического эффектов. Важным преимуществом ЭМА-преобразователей является возможность контроля бесконтактным методом через слой изоляции. Вместе с тем такие преобразователи, в силу их конструктивных особенностей и низкого коэффициента преобразования, используются для прозвучивания поперечными и продольными волнами по нормали к поверхности объекта контроля и применяются в основном для толщинометрии металлоконструкций. [c.147]

Апериодические искатели [15—17]. Для излучения и приема коротких (до единиц наносекунд) импульсов применяют искатели с преобразователями, состоя-пщми из относительно толстого керамического пьезоэлемента 1 (рис. 38, а) с припаянной к нему конической ловушкой 4 из материала с характеристическим импедансом, близким к значению для пьезокерамики. Пьезоэлемент поляризован так, что пьезомодрь з имеет максимум у рабочей поверхности 2 и убывает до нуля у тыльной поверхности 3 (рис. 38, б). Преобразователь практически апериодичен и преобразует электромагнитные колебания в акустические и обратно без заметных искажений. При приеме преобразователь ставят в режим, близкий к короткому замыканию Н < т /Со Ти — длительность импульса Со — емкость пьезоэлемента). Искатели с апериодическими преобразователями применяют в шпрокодиапа-зонных толщиномерах, они позволяют измерять эхо-методом стальные деталп толщиной >0,1—0,2 мм. [c.192]

Вследствие обратного пьезоэффекта при подаче на пьезоэлемент электромагнитных колебаний напряжением г он будет излучателем упругой энерргии с амплитудой акустического давления Ро. Коэффициент преобразования при излучении /(и =Ро11 г- В режиме приема в случае падения на пьезоэлемент акустической волны амплитудой Рп на обкладках пьезоэлемента возникнет напряжение Уц. Коэффициент преобразования при приеме / п==i/п/ Pп. Если преобразователь совмещенный, т. е. один пьезоэлемент работает как излучатель и приемник, то он характеризуется двойным коэффициентом преобразования по напряжению [c.113]

Акустоэлектроника — относительно новая область физической акустики и электроники. Она объединя как фундаментальные вопросы акустики твердого тела, так лх многочисленные приложения, главным образом к системам. работки сигналов и физике твердого тела. Как самостоятельное направление акустоэлектроника оформилась к концу 60-х годов, хотя отдельные работы, посвященные различным аспектам применения акустических волн (главным образом объемных) в электронике, в частности в линиях задержки и электромеханических фильтрах, появлялись и раньше [1—3]. В этих традиционных приложениях использовались, однако, лишь два свойства акустических волн - малая скорость, составляющая лишь / 10 от скорости электромагнитных волн, и относительно низкое затухание на длину волны. Лишь с появлением эффективных методов возбуждения высокочастотных (от 10 М1Гк до 3 ГГц) поверхностных акустических волн (ПАВ), в особенности с изобретением встречно-штыревого преобразователя, позволяющего эффективно возбуждать и принимать ПАВ в пьезоэлектрических кристаллах, стало возможным говорить об акустоэлектронике в том широком смысле, в котором она понимается сейчас. Последнее обусловлено следующими особенностями устройств на ПАВ. Во-первых, это те же малая скорость и затухание поверхностных волн во-вторых, интегральность исполнения большинства устройств на ПАВ, позволяющая использовать для их изготовления готовую технологию, разработанную ранее для интегральных микросхем в третьих, доступность тракта ПАВ, энергия которых сосредоточена вблизи поверхности, и связанная с этим возможность эффективного управления характеристиками этих волн с помощью всевозможных электрических и механических внешних воздействий. Наконец, многие а кустоэлектронные устройства обладают поистине уникальными свойствами. Если еще учесть их хорошую воспроизводимость, высокую надежность, то всеобщий интерес к акустоэлектронике станет вполне понятным. Литература по акустоэлектронике весьма обширна. Ей посвящено свыше пяти тысяч оригинальных статей, множество обзоров (см., например, [4—81), несколько монографий [9—14] и специальных выпусков журналов [151, [16]. Мы, разумеется, не будем пытаться осветить все [c.305]

Современные методы излучения и приёма Г., так же как и УЗ, гл. обр. основываются на использовании явлений пьезоэлектричества и магнито-стрикции. При возбуждении Г. с помощью резонансных электроакустических преобразователей, применяемых в УЗ-вом диапазоне частот, размеры этих преобразователей должны быть очень малы, ввиду малости длины волны Г. Их получают, напр., путём вакуумного напыления плёнок из пьезоэлектрических материалов (гл. обр. из пьезополупроводников dS, ZnS, ZnO и др.) на торец звукопровода в виде монокристаллпч. стержня из сапфира, рубина, кварца, алюмо-ит-триевого граната и др. Это — т. н. плёночные преобразователи. Применяют плёнки и из магнитострикционных материалов, напр, из никеля или пермаллоя. Используется также метод возбуждения Г. с поверхности диэлектрич. пьезоэлектрич. кристалла, отличающийся от методов, применяемых на УЗ-вых частотах. Кристалл помещается торцом в СВЧ электрич. поле (в большинстве случаев — в объёмный резонатор), и вследствие граничного скачка диэлектрич. проницаемости на его поверхности появляются заряды, меняющиеся с частотой поля и сопровождающиеся переменной пьезоэлектрич. деформацией. Эта деформация распространяется затем в виде продольной или сдвиговой упругой волны (тип волны зависит от направления напряжённости поля относительно поверхности кристалла). Аналогично возбуждается Г. с поверхности магнитострикционных кристаллов, только в этом случае торец кристалла помещается в СВЧ магнитное поле и для получения той же частоты упругой волны, что и частота поля, требуется дополнительное постоянное магнитное поле. Основные трудности методов генерации и приёма Г. состоят в малой эффективности преобразования электромагнитной энергии в акустическую. [c.87]

Трудности обеспечения акустического контакта пьезоэлектрических преобразователей с горячими поверхностями отпадаюг при применении электромагнитных преобразователей (см. раздел 8.4) или лазеров (раздел 8.6). Сообщения о практически применениях этих методов имеются, в частности, в литературе [1632, 765, 1047, 1319, 710, 1068]. [c.334]

По способам преобразования электрической энергии в механическую или механической в электрическую современные подводные электроакустические преобразователи могут быть разделены на пьезоэлектрические, магнитострикционные, электродинамические, электромагнитные, электрохимические, гидравликоакустические, парогазоакустические, оптико-акустические и т. д. [54]. [c.18]

Рассчитать электромагнитный преобразователь на резонансную частоту /о = 300 Гц и излучаемую акустическую мощность Ша = 200 Вт. Преобразователь должен работать до глубины Я = 100 м (ргс = 10 Па). Преобразователь неполяризован, т. е. fм = 2/эл- [c.148]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...