Магнитострикционные характеристики

Согласно табл. 3, ферриты, разработанные для акустических целей разными авторами, имеют близкие по величине статические и динамические магнитострикционные характеристики. По этим характеристикам они не уступают металлическим материалам, а в ряде случаев и превосходят их. Обращает на себя внимание низкая в сравнении с металлами индукция насыщения ферритов, что определяется самой природой их магнитных свойств — ферриты занимают промежуточное положение между ферро- и антиферромагнетиками [4]. [c.123]

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]

Нелинейность, проявляющаяся в зависимости модуля Юнга Е и механической добротности Q от амплитуды механического напряжения а и в зависимости магнитострикционной характеристики Я от амплитуды индукции В, изучалась на ферритах 21, 41, 42 и 38 [59]. При исследовании [c.126]

В качестве материала для магнитострикционных излучателей-приемников (преобразователей) ультразвука применяется в большинстве случаев никель, обладающий наилучшими магнитострикционными характеристиками и хорошими антикоррозийными свойствами. Магнитострикционные преобразователи изготовляются разных типов и ( рм. Это разнообразие [c.89]

Таблица 27.32. Основные характеристики металлических магнитострикционных материалов [5]

Машины с магнитострикционным возбудителем колебаний 133 — 136 — Основные технические характеристики 135 [c.526]

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]

Магнитные суспензии — Производство 3—173 Магнитный анализ 3—177 Магнитный гистерезис 3 — 181 Магнитный контроль—Приборы 3—177 Магнитный поток 1 (1-я) — 514 Магнитогорские руды — см. Руды железные Магнитомягкие сплавы 3 — 499 Магнитострикционные датчики — Характеристика 9 — 672 Магнитоэлектрические приборы 1 (1-я) — 523 Магниты — Температурный коэфициент 3 — 185 Характеристика 3—185 -----постоянные — Расчёт 3—184 Температурный коэфициент — Измерение 3—184 Магния окись — Объёмный вес 1 (1-я) — 484 [c.138]

В ферромагнетиках имеется дополнит. П. з., обусловленное эффектом магнитострикции. Под действием упругой волны в них возникает локальная переменная намагниченность и связанные с ней потери энергии, в первую очередь на токи Фуко и магн. гистерезис. Эти Потери, вызывающие П. а., зависят от частоты. Зависимость магнитострикционных и магн, характеристик вещества от состояния намагниченности также влияет на П. 3. (рис. 8). В частности, при наложении внеш. магн. поля коэф. П. з. уменьшается, а с ростом частоты растёт. В нек-рых веществах взаимодействие акустич. [c.659]

Характеристики магнитострикционных материалов [c.741]

Ультразвуковые станки делят на две группы переносные (обычно малогабаритные) установки небольшой мощности (30...50 Вт) и стационарные. К первой группе относят ручной ультразвуковой станок УЗ-45 мощностью 0,2 кВт, который предназначен для гравирования, маркирования и прошивания отверстий на небольшую глубину. Наибольшее применение получили стационарные универсальные ультразвуковые станки с вертикальным расположением оси акустической головки. Универсальные ультразвуковые станки состоят из генератора, акустической головки (обычно с магнитострикционным преобразователем), механизмов подачи головки и создания статической нагрузки инструмента на заготовку, стола для закрепления деталей, системы подвода абразивной суспензии, устройства для измерения глубины обработки. Технические характеристики универсальных ультразвуковых станков приведены в табл. 19. [c.745]

Некоторые характеристики магнитострикционных материалов приведены в табл. IX.9, а основные зависимости их свойств на фиг. IX.34—IX.48. [c.357]

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]

Характеристики магнитострикционных ферритов при комнатной [c.112]

Характеристики магнитострикционных ферритов при комнатной температуре [c.120]

По данным табл. 4 при помощи формул, связывающих свойства излучателей с характеристиками материала, можно оценить температурный уход свойств излучателя из феррита 21. Для резонансного излучателя этот уход связан как с изменением магнитострикционных констант, так и с уходом частоты, причем влияние последнего фактора сильно зависит от добротности преобразователя, определяемой внешней нагрузкой, и может быть уменьшено путем подстройки частоты питающего генератора. [c.125]

Ферриты изготавливают в виде монолитных сердечников, форма которых, как правило, соответствует стандартной форме магнитострикционных излучателей и задается в процессе прессования. На рис. 11 представлены ферритовые сердечники, изготавливаемые в Акустическом институте. Сердечники стержневого типа предназначены для излучателей с резонансными частотами 23, 21, 27,53, 75 и 155 кгц. Чтобы получить достаточную механическую прочность, отношение площади накладки и площади сечения стержней составляет для большинства сердечников 2 1, а для сердечника в форме рамки с резонансной частотой 23 кгц — 3 2. Из этих же соображений форма сердечников имеет закругления для плавного перехода от сечения накладки к сечению стержней. Кольцевой сердечник имеет резонансную частоту 25 кгц. Он снабжен отверстиями для обмотки. При нанесении обмотки с наружной стороны он работает как фокусирующий излучатель, если при этом наружная цилиндрическая поверхность обклеивается пористой резиной (рис. 12), если же обмотка проходит изнутри, получается цилиндрический излучатель с равномерной характеристикой направленности в плоскости, перпендикулярной оси. Такие цилиндрические излучатели можно изготавливать и из кольцевых сердечников без отверстий, если обмотка состоит из немногих витков. [c.131]

Можно назвать пять основных методов измерения характеристик ультразвуковых полей 1) основанный на использовании пьезоэлектрических и магнитострикционных чувствительных элементов, 2) оптический, 3) калориметрический, 4) термоэлектрический, 5) радиометрический. [c.329]

Пьезоэлектрические и магнитострикционные чувствительные элементы практически безынерционны, позволяют измерять мгновенные значения ультразвукового давления как в непрерывном, так и в импульсном режимах работы, в оптически прозрачных и непрозрачных жидкостях. Амплитудная характеристика чувствительных элементов линейна вплоть до ультразвуковых давлений, измеряемых десятками. атмосфер. При достаточно малых размерах элементов их можно использовать для анализа формы волны и структуры поля ультразвуковых волн. Основной недостаток использования пьезоэлектрических и магнитострикционных [c.329]

Ультразвуковая сварочная головка (рис. 4.5) включает магнитострикционный преобразователь 1 из никеля или железокобальтового сплава пермендюра толщиной 0,15-0,2 мм, трансформатор упругих колебаний 2, обычно выполняемый из стали с достаточно высокими упругими характеристиками (например, сталь ЗОХГСА, 40Х и др.), ультразвуковой сварочный инструмент-волновод 6 ножевого типа. В плоскости с нулевым смещением трансформатора упругих колебаний 2 располагают диафрагму 3, с помощью которой вся акустическая система крепится к корпусу 4, выполняемому в виде охлаждающего бачка и жестко связанного с силовыми элементами сварочной установки. Диафрагма, как правило, выполняется заодно с трансформатором упругих колебаний, а ее расположение рассчитывают по специальным формулам для избежания акустических потерь. Магнитострикционный преобразователь соединяют с трансформатором упругих колебаний путем пайки твердыми припоями (ПСр-40, ПСр-45) либо склеивают эластичными термостойкими клеями. На стержнях преобразователя укладывают электрическую обмотку с рассчитанным числом витков. [c.58]

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]

О пригодности магнитострикционного материала для целей электроакустического преобразования судят по величине его характеристик, которые определяют важнейшие свойства преобразователя к.п.д., чувствительность в режиме излучения и приема. Связь свойств преобразователя с характеристиками материала получают из расчетов колебаний магнитострикционных преобразователей (см., например, [14, 47, 48]). Такие расчеты проводят в предположении линейной связи между величинами Я, Б, а и 8, где В, а, е — амплитуды переменной индукции, механического напряжения и деформации, вoзникaюD иe в магнитострикционном материале при наложении переменного магнитного поля с амплитудой Н, меньшей величины постоянного поля подмагничивания Важнейшие динамические магнитострикционные характеристики X = (а/Л)е, Л= (В/а)н (индексы при скобках означают постоянство соответствующего параметра). Величина Я характеризует чувствительность магнитострикционных излучателей по напряжению, т. е. отношение звукового давления на оси излучателя к амплитуде напряжения на его обмотке величина Л определяет чувствительность по току (она же характеризует чувствительность магнитострикционных приемников). Важной характеристикой является коэффициент магнитомеханической связи К, определяющий отношение механической энергии к энергии магнитного поля в сердечнике при работе излучателя на частотах, лежащих значительно ниже резонанса для тех случаев, когда потерями можно пренебречь. Между этими характеристиками существует связь, выражаемая соотношением [c.120]

В табл. 3 приведены основные характеристики ферритов, изготавливаемых Акустическим институтом, ферритов 7А1 и 7А2 фирмы Филиппе и ферритов N 51 фирмы Кирфотт (по данным работ [22, 24]). Для сравнения даны также свойства наиболее распространенных металлических магнитострикционных материалов. Кроме уже упоминавшихся величин, в табл. 3 приведена плотность д,, скорость звука с, температура Кюри к-Динамические магнитострикционные характеристики К, % ж К даны при оптимальном подмагничивании и соответствуют малым амплитудам индукции (не более нескольких гаусс). С увеличением амплитуды величина их изменяется. Особенно сильно зависят от амплитуды характеристики потерь Р и Q, причем эта зависимость резко проявляется уже при малых амплитудах, как это будет видно из дальнейшего. Для ферритов 21, 38, 41 и 42 величина tgP соответствует амплитуде индукции в несколько гаусс, за величина Q — амплитуде механического напряжения около 1 кг[см начения Q даны при оптимальном подмагничивании и в состоянии остаточной намагниченности (индекс г). Характеристики потерь ферритов 7А1, 7А2 и N 51 соответствуют малым амплитудам, точные значения которых не известны. [c.121]

На магнитострикционном материале можно принимать звуковые волны благодаря действию эффекта м,агнитоупругости, заключающегося в том, что упругие напряжения (звук) влияют на магнитиые свойства. Поэтому в присутствии магнитного поля напряжения изменяют плотность магнитного потока. Это изменение плотности магнитного потока индуцирует в катушке, находящейся на поверхности материала, некоторое напряжение. Следовательно, для приема необходимо предварительное намагничивание материала внешним полем. Здесь рабочая точка тоже должна располагаться в самом благоприятном месте-магнитострикционной характеристики (на самом крутом участке). Эффект ограничивается скин-эффектом на поверхности. Направление магнитного поля должно совпадать с направлением упругих напряжений, вызванных звуком. [c.179]

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]

В зависимости от назначения и условий работы Г. имеют разные конструкции. Чувствит. элементом Г. обычно служит пьезоэлектрический преобразователь (реже магнитострикционный преобразователь]. Его размер выбирают исходя из требования, чтобы осн. частота резонанса механич. системы была выте диапазона рабочих частот это позволяет уменьшить неравномерность частотной характеристики и искажения диаграмм направленности в этом диапазоне. Чувствит. элементы могут иметь форму стержней, цилиндров, пластин, мембран, полых сфер, выполненных из пьезоэлектрических материалов, в частности из пьеаокера-мики и реже из пьезокристаллов, или из магнитострикц. материалов используются также чувствит, элементы на [c.472]

Для магнитомягких материалов, основные требования к которым заключаются в минимальном значении Д и высоких значениях начальной, а также максимальной магнитной проницаемости ц = В/Н и индукции насыщения Д, оптимальные характеристики реализуются при размере кристаллитов менее 20 нм. В классическом сплаве Р1пете1 на основе железа, кремния и бора с добавками ниобия и меди, полученного контролируемой кристаллизацией из аморфного состояния, магнитная доменная структура в наночастицах Ре — 81 отсутствует, что в сочетании с взаимной компенсацией магнитострикционных эффектов в кристаллитах и аморфной матрице ведет к формированию очень низкой коэрцитивной силы (5—10 А/м), высокой начальной магнитной проницаемости при обычных и высоких частотах. За счет малой площади, ограниченной кривой перемагничивания, потери на пере-магничивание такого материала невелики. [c.76]

Характеристикой магнитострикционного эффекта при постоянном внешнем давлении р служит величина до дН), характеристикой магнитоупругого эффекта — величина (ф7с)р). Связь между маг-нитострикцией и магнитоупругим эффектом определяется следующими соотношениями для условий Т= onst [c.159]

Наибольшее применение получили ферриты из оксидов магния и марганца. Наилучшие характеристики наблюдаются у ферритов состава MgO ЗМпО ЗГегОз, а также у полиферритов, содержащих дополнительно оксиды цинка, кальция, лития. Для этих ферритов характерна спонтанная прямоугольная петля гистерезиса. Магнитная текстура (параллельная ориентация вектора магнитных моментов в объеме феррита) формируется у них непосредственно при охлаждении после спекания в результате магнитострикционных явлений. [c.548]

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]

Среди шпинелей были найдены ферриты, обладаюш ие полезными для магнитострикционных преобразователей характеристиками, т. е. с заметными магнитострикционными свойствами и в достаточной степени магнитомягкие (магнитострикционные свойства в первом приближении характеризуются величиной магнитостривщии насыш ения Ха, магнитная мягкость материала — величиной начальной магнитной проницаемости Ло и коэрцитивной силы Не). При выборе материалов для преобразователей можно пользоваться приближенными соотношениями, вытекаюш ими из работ Ван дер Бургта [7] и Шура с сотрудниками [39—40]. Эти соотношения, базирующиеся на исследованиях Бозорта и Вильямса [41, 11], связывают чувствительность преобразователей в режиме приема (11/р) и коэффициент их магнитомеханической связи К с основными статическими характеристиками материала — Хв, индукцией насыщения Вв". [c.116]

Все основные динамические характеристики магнитострикционных материалов являются функцией постоянного поля подмагничивания Н . С ростом подмагничивания магнитная проницаемость падает, магнито-стрикционная постоянная Я растет до значений индукции подмагничивания, равных 0,9—0,9558 (для ферритов это соответствует, как правило, Яо 100 а) коэффициент магнитомеханической связи К имеет максимум при сравнительно небольших значениях величину Яд, соответствующую максимальному К, называют оптимальным подмагничивающим полем — Яопт- Величина Л имеет обычно максимум при Яопт- Значение р с ростом Я(, растет. Величина имеет минимум в области значений Яо, соответствующих максимуму К [51, 52]. Как показали измерения, на ферритах этот минимум выражен очень резко [50]. [c.121]

В литературе оценка магнитострикционных материалов и сравнение их меж ду собой, как правило, производятся по величине динамических характеристик, соответствующих малым амплитудам индукции и напряжения. При этом магнитострикционные, магнитные и упругие характеристики можно считать константами, зависящими только от подмагничиваю-щего поля. Такой линейный подход позволяет широко пользоваться методом эквивалентных схем при рассмотрении работы преобразователей и расчете их режимов. Определение характеристик материалов в линейном режиме достаточно просто значение их можно вычислить, если известна частотная зависимость электрического импеданса катушки, намотанной на сердечник из исследуемого материала (для получения точных значений — на кольцевой сердечник). Этот метод широкоизвестен (см., например, работы [1, 7, 8, 14]) и повсеместно применяется. Он использовался и при определении характеристик ферритов, приведенных в 1 и 2 настоящей главы. Часто полученные таким образом при малых амплитудах значения характеристик экстраполируют на рабочий режим излучателей, когда амплитуда механических напряжений составляет от десятков до нескольких сотен кг/см , а амплитуда индукции достигает тысяч гаусс, приближаясь к величине Вз- Однако такую экстраполяцию следует производить с осторожностью, а оценку материалов по характеристикам, измеренным при малых амплитудах, следует рассматривать лишь как предварительную, потому что магнитострикционные материалы характеризуются заметной нелинейностью свойств. [c.125]

В табл. 2.6 приведена характеристика ванн типа УЗВ. Эти ванны различаются размерами, количеством преобразователей, их расположением, методом крепления и системами подогрева или охлаждения моющей жидкости. Ванна типа УЗВ состоит из собственно ванн с встроенными источниками ультразвуковых колебаний, сеток для загрузки деталей, звукоизоляционного кожуха, систем нагрева (или охлаждения) жидкости в ваннах и охлаждения магнитострикционных преобразователей. Ванны изготовляют из стали Х18Н10Т. Магнитострикцгганные преобразователи встроены в дно ванны. Ванны имеют бортовые вентиляционные отсосы. [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...