Излучатели магнитострикционные

Имеются установки для очистки шатунов, поршней, коленчатых валов, фильтров, инструмента и т. д. На рис. 103 представлена схема для очистки деталей, состоящая из трех ванн с регенерацией моющего раствора. На установке выполняют следующие операции очистка паром, обмывка горячим раствором, очистка в ванне с ультразвуковым полем, повторная обмывка горячим раствором и очистка паром. Ультразвуковое поле в ваннах создается специальными излучателями магнитострикционных преобразователей, например, [c.170]

Вторую группу излучателей составляют электроакустические преобразователи. Свое название они получили оттого, что преобразуют электрические колебания в механические колебания какого-либо твердого тела, которое и излучает в окружающую среду акустические волны. Наиболее распространенные электроакустические преобразователи, такие, как электродинамические излучатели, магнитострикционные и пьезоэлектрические преобразователи, представляют собой линейные устройства, благодаря чему они возбуждают акустическую волну той же формы, что и электрический сигнал. Кроме того, эти устройства обратимы, то есть могут работать и как излучатели, и как приемники звука. [c.101]

Кроме ванн серии УЗВ, выпускаются ультразвуковые ванны серии ВМ. Последние изготовляются емкостью от 2,5 до 40 л и от 60 до 1000 л. В этих ваннах источником ультразвуковых колебаний также являются магнитострикционные излучатели, а питание производится ультразвуковыми генераторами типа УЗМ. [c.200]

Ванны первой группы (емкостью от 2,5 до 40 л) представляют собой стальные каркасы на колесах, в которые вмонтированы фарфоровые сосуды емкостью от 2,5 до 40 л. Магнитострикционные излучатели укреплены на дне ванн. Ванны рассчитаны на ультразвуковую промывку мелких и средних деталей. Техническая характеристика ванн приведена в табл. 35. [c.200]

Масса одного магнитострикционного излучателя, кг 15,0 [c.120]

В электромеханических излучателях ультразвуковые колебания генерируются за счет преобразования электрической энергии в механическую. Электромеханические источники позволяют получать ультразвуковую энергию высокой частоты и устойчиво работают, как правило, в очень узкой полосе частот. По принципу преобразования энергии электромеханические излучения делятся на магнитострикционные, пьезоэлектрические и электродинамические. [c.177]

Простота изготовления, дешевизна и эксплуатационная надежность магнитострикционных излучателей обеспечили им широкое распространение. [c.177]

Магнитострикционные излучатели представляют собой сердечник стержневой или кольцевой формы с обмоткой, по кото- [c.617]

Фиг. IX.54. Зависимость частоты колебаний пакетных кольцевых магнитострикционных излучателей от их радиуса для различных материалов.

По физической акустике и колебаниям механических систем издано значительное число фундаментальных книг (ряд названий помещен в списке литературы). Поэтому в данной книге нет традиционного раздела, посвященного основам акустики. Это позволило, сохранив разумный объем, более полно осветить теорию и методы получения заданных характеристик электроакустических аппаратов и поместить сведения не только по радиовещательной аппаратуре (микрофонам и громкоговорителям), но и по таким аппаратам, как магнитострикционные излучатели, геофоны, параметрические преобразователи. Такое распределение материала диктовалось желанием сделать книгу полезной для инженеров и научных работников различных отраслей промышленности, занимающихся вопросами разработки и использования электроакустической аппаратуры. [c.6]

МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ Общая характеристика [c.172]

Механическая система магнитострикционного излучателя обладает высоким механическим сопротивлением и может развивать большие механические усилия, но при сравнительно небольших амплитудах колебаний. Для эффективного использования магнитострикционного излучателя требуется подсоединить к нему большое сопротивление нагрузки. Сравним волновые сопротивления (в г/с 1 см 2) воздуха, воды и стали с волновым сопротивлением магнитострикционного материала — никеля [c.172]

Условия излучения энергии упругим телом в жидкость существенно улучшаются, если излучающее тело колеблется на резонансной частоте. Так, например, внутреннее сопротивление свободно колеблющегося на резонансе полуволнового стержня, как генератора механической энергии, падает во столько раз, сколько составляет добротность никелевого стержня. Добротность может достигать l- 5 10 так что сопротивление полуволнового вибратора из никеля, приведенное к пучности колебаний, составит всего 1- -5-10 г/с 1см 2. Это даже много меньше, чем волновое сопротивление воды, так чю эффективная нагрузка магнитострикционного излучателя жидкостью легко осуществляется. Согласование при излучении в воздух даже при высокой добротности на резонансе оказывается плохим. [c.172]

Цилиндрический пьезоэлемент может использоваться и в приемниках, имеющих приемную диафрагму. Конструкция такого приемника, в принципе, такая же, как и приемника с пакетным пьезоэлементом, изображенного на рис. 4.50. Цилиндрические или кольцевые пьезоэлементы используются также для излучения звука аналогично магнитострикционным кольцевым излучателям. [c.191]

Следует подчеркнуть, что настоящая монография не претендует на исчерпывающий охват темы. Основное внимание авторы уделили тем направлениям, в которых в последнее время получены наиболее интересные результаты и которые вместе с тем не успели еще стать тривиальными, вошедшими в практику инженерной работы. Этим объясняется то, что в первой книге не рассматриваются металлические магнитострикционные и обычные пьезоэлектрические излучатели, резонансные волноводы продольных колебаний и т. д. [c.4]

К сожалению, применение акустической энергии в промышленных условиях еще недостаточно распространено из-за отсутствия простых, надежных и достаточно эффективных акустических излучателей. Если для жидких сред дело обстоит сравнительно благополучно, так как существуют магнитострикционные преобразователи с достаточно высоким к. п. д., то для газовых сред долгое время не удавалось создать излучателя с к. п. д., превышающим 10—15%. Лишь в последние годы в литературе появились сообщения о разработке более экономичных излучателей. [c.9]

Следует отметить, что малое удельное акустическое сопротивление газов ограничивает применение магнитострикционных или пьезоэлектрических преобразователей для излучения в газообразную среду. Хотя при работе магнитострикционного излучателя в воздухе можно получить относительно большие амплитуды колебаний поверхности (порядка нескольких микрон), однако такой вибратор не может отдать сколько-нибудь значительную акустическую мощность. [c.9]

Глава 1. Химический состав и технология изготовления ферритов для магнитострикционных излучателей............................................115 [c.112]

Среди пьезоэлектрических материалов для ультразвуковых преобразователей пьезокерамика заняла в настоящее время господствующее положение. Но и магнитострикционные керамические материалы приобретают все большее значение в ультразвуковой технике. По сравнению с преобразователями из пьезоэлектрической керамики ферритовые преобразователи обладают рядом достоинств они не требуют (как и все магнитострикторы) для работы на большой мощности высокого электрического напряжения, что упрощает задачи, связанные с подведением питания к излучателю, и выгодно с точки зрения техники безопасности конструкция их проста, нет необходимости создавать специальные приспособления для защиты электродов, как это приходится делать с пьезоэлектрическими элементами они не чувствительны к воздействию внешней среды, могут работать, даже будучи погруженными в агрессивные жидкости. [c.113]

Основным преимуществом ферритов, по сравнению с металлическими магнитострикционными материалами, является отсутствие потерь на токи Фуко. Сердечники преобразователей из металлических материалов для уменьшения этих потерь обычно набирают из пластин толщиной 0,1— 0,3 мм процессы тонкого проката материала, а также изоляции пластин и сборки пакетов весьма трудоемки. Но даже при такой технологии изготовления сердечников не удается полностью избежать потерь на токи Фуко, из-за которых снижается к.п.д. излучателя и ограничивается сверху диапазон его рабочих частот. Ферриты же обладают электрическим сопротивлением в 10 —10 ° раз большим, чем металлы, поэтому потери на токи Фуко в них практически отсутствуют. Высокий электроакустический к.п.д. ферритовых преобразователей сохраняется в широком диапазоне частот, верхний частотный предел их применимости определяется конструктивными соображениями. Сердечники ферритовых преобразова- [c.113]

В данной части приводятся сведения о составе, технологии изготовления и основных свойствах ферритов, предназначенных для изготовления излучателей мощного ультразвука, рассматриваются свойства самих излучателей и оцениваются пределы их применимости. Кроме того, описывается работа опытных ультразвуковых установок с ферритовыми излучателями. Возможность исиользования магнитострикционных ферритов для приемников звука, фильтров или стабилизаторов частоты здесь не рассматривается. Основным материалом при написании данной части послужили результаты исследований, выполненных в Акустическом институте для полноты сообщаемых сведений приводятся также некоторые данные других авторов по литературным источникам. [c.115]

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФЕРРИТОВ ДЛЯ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ [c.115]

В табл. 1 приведено условное обозначение и состав магнитострикционных ферритов, которые изготавливаются в Акустическом институте как материал для излучателей. [c.117]

МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ — магнитострикционный преобразователь, используемый для генерирования упругих ультразвуковых колебаний. Активный элемент излучателя, т. е. собственно излучатель, представляет собой стержень или пакет из магнитострикцион-ного материала с наложенными на ного обмотками. При пропускании но обмоткам переменного тока соответствующей частоты возникает переменное магнитное ноле, вызывающее периодическое удлинение и укорочение магнитопровода. Активный элемент излучателя чаще всего присоединяется к волнпводц. [c.74]

Излучатели второго типа основываются на различных физич. эффектах электромеханич. преобразования. Как правило, они линейны, т. е. воспроизводят по форме возбуждающий электрич. сигнал. Большинство излучателей УЗ предназначено для работы на к.-л. одной частоте, поэтому в устройстве излучающих преобразователей обычно используются резонансные колебания механич. системы, что позволяет существенно повысить их эффективность. Преобразователи без излучающей механич. системы, напр, основанные на электрич. разряде в жидкости, применяются редко. В низкочастотном УЗ-вом диапазоне применяются электродинамические излучатели и излучающие магни-тострикционные преобразователи и пьезоэлектрические преобразователи. Элект-родинамич. излучателп используются на самых низких ультразвуковых частотах, а также в диапазоне слышимых частот. Наиболее широкое распространение в низкочастотном диапазоне УЗ получили излучатели магнитострикционного и пьезоэлектрич. типов. Основу магнитострикционных преобразователей составляет сердечник из магнитострикционного материала (никеля, специальных сплавов или ферритов) в форме стержня или кольца. Пьезоэлектрич. излучатели для этого диапазона частот имеют обычно составную стержневую конструкцию в виде пластины из пьезокерамики или пьезоэлектрич. кристалла, зажатой между двумя металлич. блоками. В магнитострикционных и пьезоэлектрич. преобразователях, рассчитанных на звуковые частоты, используются изгибные колебания пластин и стержней или радиальные колебания колец. В среднечастотном диапазоне УЗ применяются почти исключительно пьезоэлектрич. излучатели в виде пластин из пьезокерамики или кристаллов пьезоэлектриков (кварца, дигидрофосфата калия, ниобата лития и др.), совершающих продольные или сдвиговые резонансные колебания по толщине. Кпд пьезоэлектрич. и магнитострикционных преобразователей при излучении в жидкость и твёрдое тело в низкочастотном и среднечастотном диапазонах составляет 50—90%. Интенсивность излучения может достигать нескольких Вт/см у серийных пьезоэлектрич. излучателей и нескольких десятков Вт/см у магнитострикционных излучателей она ограничивается прочностью и нелинейными свойствами материала излучателей. Для увеличения интенсивности и амплитуды колебаний используют УЗ-вые концентраторы. В диапазоне средних УЗ-вых частот концентратор представляет собой фокусирующую систему, чаще всего в виде пьезоэлектрич. преобразователя вогнутой формы, излучающего сходящуюся сферич. или цилиндрич. волну. В фокусе подобных концентраторов достигается интенсивность 10 —10 Вт/см на частотах порядка МГц. В низкочастотном диапазоне используются концентраторы — трансформаторы колебательной скорости в виде резонансных стержней переменного сечения, позволяющие получать амплитуды смещения до 50—80 мкм. [c.14]

Электрические напряжения, создаваемые магнР1тострнкцион-ным преобразователем в режиме приема, значительно (примерно в 100 раз) меньше, чем у пьезокристалла, если на них воздействуют одинаковые силы, В качестве излучателя магнитострикционный преобразователь имеет меньший коэфициент полезного действия, чем кристалл, но имеет то преимущество, что к нему можно подвести очень большое количество энергии. [c.211]

ЕЕекоторые ферромагнитные металлы (никель, железо, кобальт п др.) и их сплавы обладают свойством сжиматься или расширяться под действием магнитного поля. Это явление, называемое маг-нитострикцией, используется для получения ультразвуков большой интенсивности в магнитострикционных излучателях. [c.243]

Е ростейший магнитострикционный излучатель — это, например, никелевый стержень, вставленный внутрь катушки, по обмотке которой пропускается переменный ток. В катушке возникает при это.м переменное магнитное поле и стержень в такт с его колебаниями периодически то сжимается, то расширяется, т. е. совершает механические колебания. [c.243]

Магнитострнкционные материалы. Основными характеристиками магнитострикционных материалов (см. табл. 27.32), применяющихся для изготовления магнитострикционных преобразователен, являются коэффициент магнитомеханической связи К, квадрат которого равен отношению преобразованной энергии (механической или магнитной) к подводимой (соответственно магнитной или механической), динамическая маг-гщтострикционная постоянная a=(da/dS)s и маг-ьитострикционная постоянная чувствительности Л= ((ЗВ/а)где а — механическое напряжение, Я/м , В — магнитная индукция, Тл, а индексы и Я означают неизменность деформации и магнитного поля. Величина а существенна для работы излучателей, а Л — для работы приемников. Плотность р и модуль Юнга Е определяют резонансную частоту преобразователей от механической прочности, магнитострикции насыщения X и индукции насыщения Вь зависит предельная интенсивность магнитострикционных излучателей механическая добротность Q, удельное электрическое сопротивление р.-,л и коэрцитивная сила Не определяют потери энергии на вихревые токи и гистерезис при работе преобразователя. Значения К, а, Л существенно зависят от напряженности подмагничивающего поля, значение которого Яопт, отвечающее максимуму К, обычно называют оптимальным. [c.615]

На практике в комплекте с ультразвуковым генератором серии УЗТ-10 обычно работает несколько магнитострикцион-ных преобразователей типа ПМС-15А с наклонными излучателями и число их достигает четырех. На резонансную частоту магнитостриктора влияют многие факторы, и прежде всего технология изготовления пакетов и конструктивные особенности преобразователя. По этим причинам разброс резонансных частот магнитострикторов ПМС-15А достигает 500 Гц, в то время как для нормальной работы четырех преобразователей этого типа разброс частот не должен превышать 100 Гц. [c.239]

Одним из широко распространенных излучателей является магнитострикционный преобразователь. Эффект магнитострикции состоит в изменении размеров ферромагнетиков в переменном магнитном поле. Магнито-стрикционный преобразователь состоит из катушки, навитой на пакет из тонких пластин (0,1—0,2 мм) никеля, пермендюра, альфв ра и др. От толщины пакета зависит площадь излучаемой поверхности и мощность преобразователя. [c.177]

Датчики переменных давлений в жидкой среде обычно градуируют при скачкообразном спаде давления от заранее установленного значения до атмосферного, что достигается быстрым открытием вентиля. В настоящее время разработаны образцовые установки, действие которых основано на инерционном методе воспроизведения гармонического давления В них используется качающаяся или вибрирующая трубка, заполненная жидкостью. В других установках, действие которых основано на методе взаимности, в камеру грузопоршневого манометра помешены градуируемый и обратимый преобразователи, а также вспомогательный излучатель Применяют также установки, в которых переменное давление в жидкости созда ется пьезоэлектрическим или магнитострикционными излучателями [10]. [c.306]

Сплавы с большой магнитострикцией используют в ультразвуковой и гидроакустической аппаратуре для изготовления излучателей, ультразвуковых преобразователей энергии, линий задержки в электрических цепях и электромеханических фильтров. Применение каждого магнитострикцион-ного сплава определяется комплексом магнитных и механических свойств, а также сохранением этого комплекса во всем интервале рабочих температур. Коэффициент магнитной связи к = -Ei/ 2 показывает, какая доля подведенной магнитной или механической энергии Е2 преобразуется соответственно в механическую или магнитную энергию Е (без учета магнитных и механических потерь). [c.549]

Фиг. IX.183. Схема передачи ультразвуковых колебаний путем погружения излучателя ультразвуковых колебаний в сварочную ванну / — магнитострикционный преобразователь 21—обмотка тока высокой частоты и подмагничнвания 3 — трансформатор амплитуды 4 — сварочная ванна 5 — электрод 6 — изделие

Магнитострикционные излучатели применяются для излучения колебаний в жидкости и твердые тела. Наибольшее распространение они получили в ультразвуковой технологии, а также в некоторых морских акустических приборах эхолотах, рыболока-торах. [c.172]

Кольцевой излучатель представляет собой ярмо из магнитострикционного материала в виде кольца, вокруг которого уложена обмотка (рис. 4.45). Для того чтобы обмотка не влияла на передачу колебаний боковой поверхностью кольца в окружающую среду, ее витки пропускаются через специальные отверстия, смещенные как можно ближе к внешней стороне кольца, но так, чтобы не снизить жесткость поверхности кольца. При пропускании переменного тока через обмотку кольцо периодически растягивается и сжимается, совершая радиальные колебания и излучая своей боковой поверхностью. Если стержневой излучатель может созп авать направленное излучение в виде более или менее узкого пучка, то кольцевой, естественно, излучает равномерно во все стороны в плоскости, перпендикулярной его оси, и может создавать направленность излучения только в плоскости, проходящей через ось кольца. В некоторых случаях для получения узкого пучка излучения от кольцевого излучателя его помещают в конический отражатель. Рисунок 4.456 поясняет принцип действия такого отражателя. Для работы в жидкости отражатель можно [c.173]

Рассмотрим основные соотношения, с помощью которых определяются характеристики одностороннего стержневого магнито-стрикциопного излучателя с одним свободным торцом. Будем исходить -из уравнений магнитострикционного преобразователя, полученных в параграфе 3.11 (3.88). Напомним, что в этих уравнениях коэффициент электромеханической связи в расчете на один стержень составляет [c.174]

Рис. 4 46. К расчету магнитострикционного излучателя а — представление ярма в виде системы стержней б — характеристика Л0ННОСТИ прямоугольного поршня

Обычно стержневые магнитострикционные излучатели конструируют так, чтобы линейные размеры их излучающей поверхности были значительно больше длины волны в среде. Это обеспечивает острую направленность излучения и отсутствие реактивного сопротивления излучения. Практические соотношения между линейными размерами и длиной волны учтены в выше приведенных зависимостях тем, что принято 5н=52ро< о- Излучающая поверхность торца накладки S2 — плоский прямоугольный поршень. Плоский прямоугольный поршень можно представить как прямолинейную распределенную антенну, составленную из прямолинейных же элементарных антенн. Используя правило умножения характеристик направленности для получения характеристики антенны из направленных элементов и формулу для направленности линейного излучателя (4.38), найдем для плоского поршня, помещенного в плоском неподвижном экране [c.177]

Кольцевой пьезоэлемент из пластин сегнетовой соли (рис. 4.52г). Пластины сегнетовой соли собирают в кольцо заданного диаметра. Сборка производится с помощью склейки и заливки пластин в полимеризующуюся водостойкую пластмассу. Собственная частота определяется величиной диаметра кольца и скоростью распространения звука в таком сборном кольце так же, как в магнитострикционном кольцевом излучателе (см. параграф 4.13). Сегнетовый кольцевой пьезоэлемент может быть армирован наружным металлическим кольцом или двумя кольцами — наружным и внутренним. Это увеличивает механическую прочность конструкции и позволяет управлять частотной характеристикой кольцевого пьезоэлемента. [c.187]

В части II описываются магнитострикционные ферритовые (керамические) излучатели. Эти излучатели имеют ряд преимуществ по сравнению с обычно применяемыми металлическими магнитострикцион-ными. Они дешевле, проще в изготовлении, обладают существенно большим к. п. д. и хорошей добротностью. Химическая устойчивость делает их незаменимыми при применении ультразвука для активизации электрохимических процессов, а также для работы в химически активных средах. Возможность введения постоянных магнитов, выполненных из специальных ферритов, снимает вопрос о необходимости постоянного подмагничивания. Наряду с исследованием свойств ферритов, в частности при колебаниях больших амплитуд, приводятся технология их изготовления, результаты испытаний, а также дается описание конкретных технологических установок, разработанных Акустическим институтом совместно с отраслевыми институтами. [c.5]

В ультразвуковой технике широко применяются магнитострикционные электроакустические преобразователи [1, 2]. Особенно большое распространение они получили как излучатели в установках активного технологического применения ультразвука, работающих на частотах 15— 60 кгц. Материалами для таких преобразователей служат обычно металлы и сплавы с магнитострикционными свойствами никель, железо-кобальто-вые сплавы (из которых наиболее известен пермендюр), железо-никелевые сплавы, железо-алюминиевые сплавы (последние известны под названием альфер, альфеноль). Поиски новых материалов для преобразователей привели к разработке керамики с магнитострикционными свойствами — специальных типов ферритов. Близкие по механическим свойствам и по технологии изготовления к пьезоэлектрическим керамикам типа титаната бария или титаната-цирконата свинца, магнитострикционные ферриты, как и эти последние, экономичны, дешевы, относительно просты в изготовлении, не требуют дефицитных исходных материалов. Все эти факторы приобретают весьма важное значение в связи с массовым внедрением ультразвуковых методов в народное хозяйство. [c.113]

Добавки феррита цинка также дают увеличение плотности, но при этом заметно изменяются и другие свойства материала понижается величина Яд, с> увеличивается начальная проницаемость 1 0 (рис. 1). Заметно возрастает и индукция насыщения. Температура Кюри снижается с 590° при 2 = О до 260° при 2 = 0,5. Ферриты с цинком могут служить материалом для магнитострикционных приемников. Для излучателей отрицательным фактом является снижение динамических магнитострикционных констант за счет цинка. Однако при работе с большой амплиту дой положительное значение может иметь их повышенная индукция на сыщения. Как будет показано далее, нелинейность магнитострикционных характеристик ферритов, приводящая к снижению предельной излучае- мой преобразователями мощности, обусловливается в основном величи ной индукции насыщения. [c.117]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...