Магнитострикционный излучатель низкой частоты

Если условия работы требуют получения больших интенсивностей на низких частотах, применяют компоновку нескольких плоских магнитострикционных излучателей, оси которых направлены в одну точку. Такая комбинация может рассматриваться как своеобразная [c.45]

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]

Экспериментальную работу по ультра а кустике лучше всего начать с изготовления низкочастотного магнитострикционного излучателя и одного из электронных генераторов для его возбуждения. После этого желательно поставить возможно большее количество опытов с ультразвуком низкой частоты. Когда вы достаточно хорошо освоите низкочастотный диапазон, можно перейти к опытам с ультразвуком средней и высокой частот. [c.6]

Рис. 5. Конструкция магнитострикционного излучателя для получения ультразвука низкой частоты (20—50 кГц) (а) и его внешний вид (б).

Для непосредственного наблюдения ультразвуковой кавитации соберите установку по схеме, изобра->5 ённой на рис. 85. Перед темным фоном расположите склеенную из оргстекла (или изготовленную иным способом) прямоугольную кювету размером 30 X 60 X X 80 мм и осветите ее сбоку параллельным пучком света, выходящим из объектива проекционного аппарата. В кювету налейте дистиллированную воду и погрузите в нее на глубину порядка 1 см вибратор магнитострикционного излучателя, обеспечивающего получение ультразвука низкой частоты. Наблюдения проводите в направлении, перпендикулярном к направлению распространения светового пучка. [c.135]

Верхний предел слышимости для человеческого уха. Граница между звуком и ультразвуком. Гидролокация с применением магнитострикционных приемников и излучателей. Низкочастотная подводная сигнализация, аэрозольные реакции и перемешивание жидкостей производятся при этой пли более низкой частоте. [c.10]

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]

Источниками звуковых и ультразвуковых колебаний являются излучатели или вибраторы механические эксцентриковые, электромеханические, гидродинамические, магнитострикцион-ные и пьезоэлектрические. В процессах защиты металлов от нор-розии наиболее распространены электромеханические излучатели, которые разделяются на три типа электродинамические, работающие в пределах до 30 кгц, матнитострикционные — от 5 до 150 кгц и пьезоэлектрические — от 100 кгц и выше. При сравнительно низких частотах ультразвуковых колебаний (до 100 кгц), применяемых обычно при очистке поверхности изделий и в ряде других процессов обработки металлов, наиболее пригодны магнитострикционные вибраторы. Явление магнитострик-ции заключается в изменении линейных размеров некоторых материалов в магнитном поле. При намагничивании, например, стержень, изготовленный -из такого материала, укорачивается или, что реже, удлиняется независимо от направления поля. Так, цилиндр из нержавеющей стали уменьшает свою длину в сильном магнитном поле (магнитострикция), а пластина, вырезанная из кристалла кварца, изменяет свои размеры в электрическом поле (пьезоэлектрический эффект). Таким образом, стержень из магнитострикционного материала в переменном магнитном поле испытывает наибольшую деформацию два раза за период изменения поля. С целью снижения потерь на вихре- [c.105]

Поскольку фокусирование требует применения высоких частот, то магнитострикционные излучатели, работающие на низких ультразвуковых частотах, как правило, непригодны, и поэтому фокусирующие излучатели почти всегда выполняются из кералшки титаната бария, реже из кварца (рис. 22). [c.45]

ДЛЯ электродинамических преобразователей, но не для магнитострикционных. Данные характеристики построены в предположении, что размеры элементов преобразователей малы по сравнению с длиной волны в воде. Таким образом, для получения характеристик с плоским участком требуется излучатель небольших размеров, имеющий резонанс в области низких частот. Можно создать электродинамические преобразователи с диаметром диафрагмы в несколько сантиметров и с резонансом около 100 Гц, что соответствует длине волны в воде порядка 15 м. Магнитострикционные преобразователи, как и пьезоэлектрические, Буллет [2] называет преобразователями с объемной силой , потому что в них электромеханические силы действуют во всем объеме материала чувствительного элемента. Следовательно, такие преобразователи резонируют на частотах, обратно пропорциональных их размерам. Несмотря на введение различных конструктивных новшеств, пока еще не удалось создать резонансные магнитострикционные преобразователи с очень малыми размерами и в. то же время с резонансом на очень низких частотах. [c.259]

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]

В ряде случаев для предотвращения коррозии аппаратуры и некоторых других целей оказывалась необходимо дегазация воды (удаление из нее кислорода). В используемой опытной установке для дегазации жидкость распылялась в специальной колонке через коническую насадку, соединенную с магнитострикционным излучателем. Обезгаженная вода из колонки поступала самотеком или при работе колонки под вакуумом откачивалась насосом. Проба воды отбиралась до колонки и после нее. Содержание кислорода определялось методом Винклера или индигокарминовым в соответствии с содержанием кислорода. На рис. 62 приведены графики, иллюстрирующие зависимость содержания кислорода от расхода воды при дегазации диспергированием на конической насадке (частота 21,8 кгц, кривая 1) и при свободном стекании воды по ее поверхности (кривая 2). Эксперименты, проведенные при ультразвуковом распылении в вакууме, показали, что в условиях низкого давления эффективность действия звука понижена. [c.332]

Опыты Кундта нетрудно повторить, пользуясь магнитострикционным излучателем ультразвука низкой частоты. Подберите стеклянную трубку длиной 100— 150 мм и внутренним диаметром 8—9 мм. Лучше всего использовать для опытов такую трубку, в которую -вибратор входит с минимальным зазором. На концы трубки кад бнвте- р езитевые-колечки и с пси- [c.88]

Магнитострикционные системы. Схема магнигострикционного излучателя показана на фиг. 134. Такие системы полезньг в тех случаях, когда применяются более низкие частоты. Конструкция самого преобразователя рассмотрена в главе IX. [c.200]

Оценим предел снимаемой интенсивности, зависящий от свойств самого излучателя. Как известно, на низких (килогерцевых) частотах наибольшее распространение в настоящее время получили излучатели из магнитострикционных материалов. Магнитострикция насыщения для материалов этой группы имеет порядок 10" (в частности, для такого распространенного [c.151]

Электромеханические излучатели У., так же как и звуковые, преобразуют подводимую к ним энергию электрич. тока соответствующей частоты. Основное их отличие от звуковых заключается в том, что в диапазоне У. условия работы почти всегда требуют срав-1П1тельно узкой частотной полосы, что позволяет работать в режиме механич, резонанса при кпд 20—60 о-Для генерирования низких (до 40 кгц) У, в воздухе иногда применяют электродинамические излучатели. Наибольшее распространение получили электромеханические излучатели с распределенными постоянными — магнитострикционные преобразователи и пьезоэлектрические преобразователи-, применяются также ионофоны. В тех случаях, когда требуется получение интенсивности У,, существенно превышающей те предельные величины, к-рые могут быть сняты с поверхности излучателя, применяется концентратор акустический, позволяющий повысить нлотность потока ультразвуковой энергии до величин 10 —10 вт/см"-. [c.236]

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]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...