Мощность магнитострикционных излучателей

Мощность магнитострикционных излучателей 58 [c.718]

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]

Магнитострикционный излучатель, который служит также в качестве приёмника (гидрофона) для отражённых сигналов, помещается в убирающемся обтекателе под днищем корабля (рис. 224). Излучатель-приёмник можно вращать в круговом секторе, осуществляя поиск цели. В момент посылки импульса излучатель-приёмник через контакты отпирающего реле подсоединяется к выходу усилителя мощности, а тотчас после конца посылки импульса — к усилителю отражённых сигналов таким образом, после посылки импульса вся система переключается на приём. [c.341]

Аппаратура. Контроль проводят на установке, состоящей из генератора качающейся частоты мощностью 0,4 кВт, блока управления и пьезоэлектрического или магнитострикционного излучателя, прижимаемого к контролируемому изделию специальным устройством. Излучатель снабжен концентратором, имеющим сферическую поверхность контакта с изделием. Диапазон рабочих частот 18. .. 200 кГц. Время контроля одного изделия 20. .. 40 с. [c.273]

Амплитуда колебаний магнитострикционных излучателей при возбуждении на основной частоте имеет величину порядка 10 /, где /—длина стержня. Наивысшая частота, на которой еще удается возбудить сравнительно интенсивные колебания, составляет приблизительно 60 кгц. При этом длина возбуждаемого на основной частоте никелевого стержня оказывается равной всего 4 см. Возбуждение колебаний основного типа в более коротких стержнях наталкивается на трудности, и приходится прибегать к возбуждению колебаний высших порядков, несмотря на связанное с этим уменьшение мощности. Однако Винсенту [2099] удалось при помощи магнитострикции возбуждать в никелевых стержнях колебания основного типа с частотой вплоть до 1280 кгц (/=1,9 лгж) (см. также [4808]). [c.45]

Мощность и коэффициент полезного действия магнитострикционного излучателя [c.58]

Основным преимуществом магнитострикционных излучателей являются их простота и дешевизна, На низших ультразвуковых частотах магнитострикционные излучатели позволяют получить значительную акустическую мощность, причем перегрузка их не приводит к опасности разрушения колебательной системы. Без риска повреждений магнитострикционные вибраторы развивают относительные амплитуды смещения порядка 10" ), Опасность разрыва стержня [c.58]

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]

Под нелинейностью подразумевается зависимость магнитной проницаемости, механических и магнитных потерь, упругих и магнитострикционных характеристик от амплитуды механического напряжения и индукции, иначе говоря, явления, описываемые членами третьего порядка в разложении термодинамического потенциала. Эта нелинейность обусловлена доменной природой происходящих процессов, она характерна для всех магнитострикционных материалов, а в ферритах проявляется особенно сильно ввиду их низкой индукции насыщения. Нелинейность приводит к снижению к,п.д. и чувствительности излучателя с ростом мощности и является одной из причин, ограничивающих интенсивность излучения ферритовых преобразователей. [c.125]

Так как волновое сопротивление изгибного волновода зависит от скорости распространения волны, то практические возможности выбора величины этого сопротивления больше, чем для волноводов продольных колебаний, у которых эта величина определяется только их материалом и площадью поперечного сечения. Выбором величины волнового сопротивления и длины изгибного волновода можно легко осуществить необходимую (из условий отбора мощности от преобразователя) трансформацию сопротивления нагрузки, связанной с концом волновода, в его начало. Существенной особенностью применения изгибных волноводов в сочетании с волноводами продольных колебаний является возможность построения разнообразных рациональных схем ультразвукового оборудования. При применении продольных колебаний обычное расположение основных узлов — это прямая линия преобразователь — волновод — излучатель — объект обработки. В ряде случаев такое расположение оказывается неудобным. Например, нельзя магнитострикционный преобразователь, помещенный в охлаждаемый водой бак, располагать над кристаллизатором с расплавленным металлом (если необходима ультразвуковая обработка расплава сверху, через его зеркало). Горизонтально расположенный изгибный волновод, возбуждаемый на одном своем конце продольными колебаниями, создаваемыми преобразователем, дает возможность расположить этот преобразователь рядом с кристаллизатором. Второй конец волновода ока- [c.248]

При УЗ-вой К. металлов и сплавов в промышленных условиях в качестве источника УЗ применяются магнитострикционные преобразователи большой мощности (от 4 кВт и выше), работающие на частотах 18—22 кГц (при дуговом переплаве используются преобразователи с более низкими частотами — до 9 кГц). Для контактного введения УЗ непосредственно в расплавленный металл применяют колебательные системы с концентраторами УЗ и волноводами-излучателями из тугоплавких кавитационно и химически стойких материалов. [c.175]

Для очистки внутренних полостей труб (рис. 6) используется контактный метод УЗ-вой О. Источником ко лебаний служит магнитострикционный преобразователь большой мощности (4 кВт). Очищаемая труба пневматически зажимается между цилиндрич. волноводом и полуволновой опорой и постепенно перемещается. Проток моющего раствора по внутренней полости трубы осуществляется насосом. Длинные трубы помещаются соосно в кольцевые излучатели, в к-рых они перемещаются. Если необходимо одновременно очистить и наружную поверхность, то труба [c.246]

В Институте прикладной физики РАН разработан и прошел промысловые испыгания низкочастотный магнитострикционный преобразователь мощностью до 10 кВт, способный работать в скважинах на больших глубинах в диапазоне частот от 60 до 250 Гц [149]. Получены положительные результаты по интенсификации добычи нефти, осуществлены попытки обоснования применения излучателя для увеличения нефтеотдачи пластов. [c.41]

Очистка производится при помощи стержневых колебательных систем мощностью 0,4—0,6 кВт и частотой 22 кГц, состоящих из магнитострикционного преобразователя сечением 30 V ХЗО мм. полуволнового стального волновода и сменного титанового концентратора-излучателя. Форма и размеры излучателей зависят от формы и сложности деталей, подлежащих очистке. Примеры конструктивного исполнения излучателей показаны на рис. 9. [c.201]

Магнитострикционные преобразователи применяются также в качестве излучателей в колебательных системах ими пользуются для испытания материалов резонансным методом. Кроме того, применение магнитострикционных преобразователей распространено в ультразвуковых сигнальных системах, особенно на низких частотах, и в подводной сигнализации, где необходимо получение значительных мощностей. В таких системах один магнитострикционный преобразователь может применяться как излучатель, тогда как другой преобразователь присоединяется к приемной системе и к индикатору и служит для превращения ультразвуковых сигналов в электрические. [c.211]

Аппаратура. Контроль проводят на установке (см. табл. 29), состоящей из серийного генератора УЗГ-3-0,4 мощностью 0,4 кВт, блока управления и магнитострикционного излучателя, прижимаемого к контролируемому изделию специальным устройством. Излучатель снабжен концентратором, имеюпщм сферическую поверхность контакта с изделием. [c.273]

Магнитострикционные излучатели чаще всего имеют вид стержней, сплошных или полых, с обмоткой, обтекаемой переменным током нужной частоты (рис. 16). Для получения сильных магнитных полей, а следовательно, и больших излучаемых мощностей нужен значительный ток при сравнительно малом напряжении. Часто для уменьшения потерь тело самого стержня набирается из тонких изолированных друг от друга пластин, подобно Т0Л1У как это делается в обычных трансформаторах. Ин- [c.40]

Для получения колебаний более высокой частоты (до 50 000 гц) используют пьезоэлектрический эффект, основанный на способности некоторых материалов деформироваться под влиянием электрического поля. Пьезокерамические излучатели по сравнению с магнитострикционными обладают рядом преимуществ простота конструкции и изготовления, недифицитность исходных материалов, возможность получения излучателей любой формы. Изготовляют их из титаната бария, циркония и свинца. Однако удельная акустическая мощность этих излучателей мала (до 80 квт/м ), в связи с чем пьезокерамические преобразователи используют при сварке лишь пленочных термопластов. [c.220]

Цементация в соляной ванне с применением ультразвука. Эффект ускорения твердой цементации под воздействием ультразвуковых колебаний известен еще из прежних работ [38—40]. Влияние ультразвука на цементацию в жидкой среде (Naa Os, Na l, Si ) было впервые изучено в ЭНИИМС Е. М. Морозовой и Б. Н. Батуриным [169, 170]. Озвучивание ванны осуществлялось при помощи системы магнитострикционных излучателей с волноводами мощностью 1,5 кет и частотой 23,7 кгц. Воздействие ультразвука привело к повышению скорости цементации при 870 в 2—2,5 раза при одновременном улучшении качества цементованного слоя (мельче зерно, выше твердость). Это ускорение цементации объясняется влиянием ультразвуковых колебаний как на диссоциацию солей, так и на абсорбцию и диффузию углерода в сталь. Интенсивное перемешивание расплава солей под воздействием ультразвуковых колебаний приводит к более полному использованию углеродсодержащего компонента — карбида кремния. [c.1006]

К. п. д. ферритовых стержневых вибраторов 60—70%, что значительно превышает к. п. д. обычных магнитострикционных излучателей (40—50%). Удельная акустическая монщость ферритовых излучателей составляет 3,5— 4вто/сж , для никелевых магнитострикторов — 5—10 em/ .w (при излучении в воду). Максимально достигнутое значение акустической мощности с ферритовых излучателей — 60 вт. Это ограничивает их использование для создания мощных магнитострикционных излучателей. [c.295]

Аналогичный по конструкции магнитострикционный излучатель большой мощности, предназначенный для слышимого диапазона частот, описан Гейнсом [677, 678]. [c.55]

Подробные сведения о конструкции большого магнитострикционного излучателя, работающего в диапазоне 7—50 кгц и потребляющего мощность 2 кет, сообщают Салисбери и Портер [17901. Меньший магнитострикционный излучатель, работаюш.ий в диапазоне 15—24 кгц и предназначенный для исследования диаграмм направленности рупоров, описан Голдманом [7211 (см. также [1995, 2324, 2831, 4106, 42571). [c.56]

На частотах до 175 кгц вместо пьезоэлектрического можно применять магнитострикционный излучатель с водяным охлаждением. В диапазоне 300—3000 кгц прибор отдает акустическую мощность до 300 вт потребляемая прибором мощность составляет 1,6 кет к. п. д. по анодной цепи равен 65—70%, к. п. д. преобразователя— 90—95%, а общий к. п. д. всего прибора колеблется от 25 до 38%. Наивысшего значения к. п. д. достигает на частоте 1 мггЦу а с понижением и повышением частоты к. п. д. падает. [c.100]

Зееман и Менцель [1905] описывают генератор высокой частоты, который на частоте 20 кгц отдавал мощность 20—25 кет и служил для возбуждения нескольких магнитострикционных излучателей. При помощи четырех таких излучателей, погруженных в расплав, дюралюминий облучался в опускающемся кокиле диаметром 29 см при этом непосредственно при отливке на каждый квадратный сантиметр поперечного сечения болванки удавалось вводить в расплав колебательную мощность около 2 вт. При макроскопическом исследовании болванка, отлитая при облучении ультразвуком, оказывалась более однородной и мелкозернистой, чем отливки, полученные обычным способом в ней совершенно не было видимых глазом раковин. Можно было также заметить улучшение микростроения кристаллы эвтектики в облученном металле были гораздо равномернее и тоньше, чем в необлученном. Вследствие более тонкой структуры металл, отлитый при облучении ультразвуком, оказался более прочным—сопротивление на сжатие в нем превосходило сопротивление обычного металла на 3 кг1мм . [c.514]

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]

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]

Из рис. 16 видно, что давление возрастает с ростом напряжения нелинейно. Загиб кривых может быть объяснен уменьшением константы Я, а также увеличением механических потерь. На рис. 17 можно видеть уменьшение т]э а с ростом интенсивности излучаемого звука. (Интенсивность оценивалась по величине потребляемой мощности и величине т]эа.) Снижение к.п.д. при увеличении мощности отмечает и Ван дер Бургт [22]. Обусловлено это не только уменьшением магнитострикционной константы, но и ростом механических и электрических потерь. Характерно, что и на рис. 16, и на рис. 17 линейность дольше сохраняется при величине большей Нот-. При повышенном подмагничивании нелинейные свойства ферритов проявляются слабее, о чем говорят и данные, приведенные в предыдущей главе. Поэтому при работе излучателей в режиме интенсивных колебаний рекомендуется подмагничивание, превышающее оптимальное для ферритов 21, 41, 42, М-18 и МК-20 целесообразно применять Но= 25—30 э. При наличии интенсивной кавитации метод измерения звукового давления в поле излучателя при помощи гидрофона неприменим. В этом случае наиболее точные значения т]да можно получить, измеряя акустическую мощность калориметрическим методом. Калориметрические измерения ферритовых излучателей показали, что при Н(,= 30 э и при одностороннем излучении величина их электро-акустического к.п.д.не падает ниже 60% даже в присутствии кавитации. [c.136]

И. у.— электроакустич. преобразователи используются в самых различных областях УЗ-вой техники в широком частотном диапазоне. Электро-динамич. излучатели применяются для излучения в газовые среды на частотах от десятков Гц до десятков кГц с кпд 10% мощность их не превышает десятков Вт. Они используются и в жидкости яа низких звуковых частотах. Пьезоэлектрич. преобразователи — наиболее широко используемый в технике тип И. у. С пьезоэлементами в виде цластинок, стержней, колец они применяются в диапазоне частот от единиц кГц до десятков МГц для целей УЗ-вой технологии, дефектоскопии, при различных контрольно-измерительных приме-нениях ультразвука, в гидролокации и т. п. На частотах — 1кГц и ниже используются изгибно колеблющиеся пьезоэлементы. Кпд пьезоэлектрических И. у. составляет 40— 70%, удельная мощность достигает 10 Вт/см . Динамич. диапазон их ограничивается сверху электрич. и механич. прочностью, а также нагреванием вследствие собственных потерь. Магнитострикционные преобразователи используются гл. обр. как резонансные И. у. в УЗ-вой технологии в диапазоне 10 — 100 кГц. Их главное достоинство — высокая механич. прочность, надёжность. Кпд таких преобразователей —50%, удельная излучаемая мощность может достигать 20 Вт/см и более. Основной [c.145]

Для получения более высокой интенсивности ультразвука (3—5 Вт/см ) на большой площади используют настроенные излучатели изгибных колебаний типа ПМС-38. Преобразователь состоит из плоской пластины (излучателя) и восьми магнитострикционных двигателей, припаянных попарно в пучностях изгибных колебаний пластины. Длину излучателя выбирают краткой длине волны изгибных колебаний. Габаритные размеры преобразователя 226X538X160 мм. Мощность — 4 кВт. [c.198]

Нас интересует в первую очередь применение кварца в качестве излучателя звука. С этой целью используются колебания обоих типов. При продольных колебаниях кварцевого стержня по длине, как и в магнитострикционных стерж- евых вибраторах, звук излучают торцевые поверхности стержня. При колебаниях по толщине звуковые волны излучаются поверхностями пластинки в перпендикулярном к ним направлении, Колебания по толщине используют, как пра вило, для получения ультразвуков с частотой выше 200 кгц, что соответствует кварцевой пластинке толщиной 13,6 Более длинные ультразвуковые волны получают при помощи коле-баний по длине, возбуждаемых в кварцевых стержнях в этом случае,, однако, невозможно обеспечить большие излучающие поверхности. Чтобы и на низких ультразвуковых частотах получить большую звуковую мощность при большой излучающей поверхности, избегнув при этом необходимости применять очень толстые и потому дорогие стержни, можно, согласно Ланже-вену [1178], склеить между собой несколько одинаковой толщины кварцевых пластинок, поместить их между стальными пластинами и возбуждать в такой системе обычным образом колебания по толщине. Об этом мы подробнее скажем ниже. [c.83]

В приборе, выпущенном фирмой Штром-берг-Карлсон [1945], излучатель и приемник состоят из двух смонтированных рядом друг с другом на общей ручке магнитострикционных вибраторов (фиг. 468). Прибор работает на частоте 32 или 65 кгц. При общем весе 2,5 кг и потребляемой мощности 0,75 вт дальность действия прибора составляет 7,5 или 15 ж. Чувствительность его столь велика, что натянутый на расстоянии ,3 м от прибора шпагат дает отчетливое эхо. [c.427]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...