Способ автоматической настройки ультразвуковых преобразователей

Способ автоматической настройки ультразвуковых преобразователей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧТСКОЙ НАСТРОЙКИ УЛЬТРАЗВУКОШЛХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ , заключающийся в том, что перисадйчески плавнЬ изменяют частоту возбуждения преобразователя в области его амплитудно-частотной характеристики , отличающийс я тем, что, с целью повышения точности настройки, измеряют амплитуду колебаний ультразвукового преобразователя , сравнивают ее с фиксированньв4 уровнем опорного сигнала, бли .жайшим по своей величине к максимальному значению амплитудно-частотной характеристики ультразвукового преобразователя, и изменяют частоту возбуждения в области превышения амплитуды колебаний зтого фиксированного уровня опорного сигнала. . i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Н

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3508594/25-28 (22) 29 ° 10.82 (46) 23.05.84. Бюл. 9 19 (72) В.В.Гейченко, P.H.Киямов и И.Ю.Озеров . (7l) уфимский авиационный институт им. Ордионикидзе (53) 620. 179 16 (088 ° 8), (56) 1. Донской A.Ô., Келлер О.К. и

Крапаа Г.С. Ультразвуковые электротехнологические установки. И., Энергия, 1968, с.171-174.

2. Грачев А;А. и др. Ультразвуковая микросварка. М., . энергия, 1977, с.101-103 (прототип). ,(54) t57) СПОСОБ АВТОИАТИЧЕСКОН НАСТРОЙКИ УЛЬТРАЗВУКОВШ ПРЕОБРАЗОВАЗСЮ G 01 N 29/00; В 06 В 1 06

ТЕЛЕЙ, заключающийся в том, что периодически плавно изменяют частоту возбуждения преобразователя в области его амплитудно-частотной характеристики, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности настройки, измеряют амплитуду колебаний ультразвукового преобразователя, сравнивают ее с фиксированным уровнем опорного сигнала, ближайшим по своей величине к максимальному значению амплитудно-частотной характеристики ультразвукового преобразователя, и изменяют частоту возбуядения в области превышения амп. литуды колебаний этого фиксированного уровня опорного сигнала.

1093963

Изобретение относится к ультразвуковым установкам технологического назначения и может быть использовано для улучшения показателей ультразвуковых установок, особенно в случае применения в качестве источника питания тиристорных инверторов.

Известен способ asтоматической настройки ультразвуковых установок . к частоте резонанса, заключающийся ® в измерении сигнала с акустического датчика, установленного на нерабочем торце преобразователя, и воздействии им через цепь обратной связи на вход задающего генератора 15 усилителя мощно"ти (1).

Недостатками этого способа являются низкая точность автоматического поддержания частоты, которая уменьшается с уходом резонансной g0 частоты от своего первоначального значения, и узкий диапазон регулирования частоты, приводящий к возникновению нестабильных режимов рабоTH ° 25

Наиболее близким к изобретению . по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматической настройки ультразвуковыхх преобразователей, заключающийся в том, что периодически плавно изменяют частоты возбуждения преобразователя в области его амплитудночастотной характеристики (2) .

Однако известный способ имеет низкую точность настройки в резонанс системы генератора — ультразвуковой преобразователь, поскольку в возбужденном сигнале при его частотной модуляции не всегда присутстует резонансная частота системы.

Целью изобретения является повышение точности настройки.

Цель достигается тем, что согласно способу автоматической настройки ультразвуковых преобразователей, 45 заключающемуся в том, что периодически плавно изменяют частоту возбуждения преобразователя в области его амплитудно-частотной характеристики, измеряют амплитуду колебаний ультразвукового преобразователя, сравнивают ее с фиксированным уровнем опорного сигнала, ближайшим по своей величине к максимальному значению амплитудно-частотной характеристики ультразвукового преобразователя, и изменяют частоту возбуждения: в области превышения амплитуды колебаний этого фиксированного уровня опорного сигнала.

На 60 нальная схема автоматической настройки ультразвуковых преобразователей, реализующая предлагаемый способ.

Схема содержит генератор 1, нагруженный на ультразвуковой преобра- 65 зователь 2. Датчик, установленный на ультразвуковом преобразователе 2 и измеряющий амплитуду его колебаний, последовательно соединен с блоком 3 сравнивающих устройств, триггером 4 и интегратором 5. Последний соединяетс% с управляющим входом генератора 1.

Способ автоматической настройки ультразвукового преобразователя осуществляют следующим образом.

С генератора 1 на ультразвуковой преобразователь 2 подается электрический сигнал. Так как частота задающего генератора 1 постоянно периодически плавно изменяется, то и амплитуда колебаний ультразвукового преобразователя 2 постоянно меняется, Для каждого случая происходит измерение этой амплитуды колебаний. Сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний, подается на блок 3, в котором он поступает одновременно на входы всех сравнивающихся устройств, и сравнивается с фиксированным уровнем опорного сигнала, ближайшим по своей величиие к максимальноьц значению амплитудно-частотной характеристики ультразвукового преобразователя 2.

С выхода сравнивающихся устройств сигнал после дифференцирования поступает на вход триггера 4 со счетным входом, который выдает сигнал направ-. ления изменения частоты. Этот сигнал обрабатывается, интегралом 5 и поступает на управляющий вход генератора 1, изменяя его частоту. Если в начальный момент частота возбуждения меньше резонансной частоты, то при увеличении частоты возбуждения возрастает амплитуда колебаний, что вызыва ет поочередное выключение сравнивающих устройств. При этом напряжение на выходе интегратора 5 нарастает, частота возбуждения генератора 1 увеличивается и точка возбуждения приближается к резонансной . частоте.

Как только текущее значение сиг« нала, пропорционального амплитуде механических колебаний, становится меньше максимального фиксированного уровня, сравнивающее устройство вновь включается, т.е. на его выходе появляется болеЕ высокий потенциал. Это приводит к изменению состояния триггера 4 со счетным входом, т.е. его потенциал резко уменьшается, в результате чего напряжение на выходе интегратора 5 плавно уменьшается, что приводит к плавному уменьшению частоты. При этом текущее значение амплитуды становится больше максимально фиксированного уровня и сравнивающее устройство выключается, т.е. на его выходе появляется низкий потенциал.

1093963

Составитель Г.Федоров

Редактор Н.Джуган Техред T.Ìàòî÷êà Корректор И.Эрдейи

Заказ 3415/35 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная,4

По мере плавного уменьшения частоты значение амплитуды опять становится меньше максимально фиксированного уровня и это приводит к увеличению частоты и т.д.

Если в случае технологического процесса нагрузка преобразователя изменяется.и амплитудно-частотная характеристика принимает иной вид, то все процессы происходят относи тельно другого фиксированного уровня, а включается и выключается другое сравнивающее устройство.

Способ автоматической настройки ультразвуковых преобравователей позволяет значительно повысить точность настройки, поскольку частота возбуждения изменяется в узкой области около резонансной частоты ультразвукового преобразователя за счет постоянного сравнения измеряемой амплитуды колебаний с фиксированным уровнем опорного сНг>0 нала, ближайшим по своей величине к максимальному значению амплитуд" но-частотной характеристики ультразвукового преобразователя.