Электромагнитно-акустический преобразователь

Электромагнитно-акустический преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 466444

Союз Советских

Социалистичеоких

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.06.72 (21) 1801830/18-10 (51) М. Кл. G OIn 29,, 04

В 06b 1/04 с присоединением заявки №

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 05,04.75. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 27.06.75 (53) УДЬ", 534.232(088.8) по делам изобретений и открытий

А. В. Харитонов, А. В. Пашутин и И, В. Ильин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт имени В. И. Ульянова (Ленина) (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к ультразвуковым приборам и может быть использовано для неконтактного возбуждения и приема ультразвуковых колебаний в исследуемых материалах, например нормальных волн в пластинах.

Известны электромагнитно-акустические преобразователи, включающие магнитную систему с П-образным полюсным наконечником, обмотку возбуждения и обмотку подмагничивания. Необходимым условием работы такого преобразователя является возникновение системы вихревых токов в исследуемом материале.

Недостатком известного преобразователя является невозможность возбуждения и приема нормальных волн в материалах с плохой электрической проводимостью и высокой магнитной проницаемостью.

В предложенном электромагнитно-акустическом преобразователе указанный недостаток устранен благодаря тому, что преобразователь снабжен вторым П-образным полюсным наконечником и объединяющим полюсные наконечники общим магнитопроводом, при этом обмотка подмагничивания расположена между полюсными наконечниками, обмотки возбуждения расположены на полюсах полюсных наконечников и в соседних полюсах намотаны в противоположных направлениях, а начало и конец каждой обмотки соединены соответственно с началом и концом соседней обмотки.

На чертеже схематически показан предло5 женный преобразователь.

Электромагнитно-акустический преобразователь содержит обмотку подмагничивания 1, расположенную на магнитопроводе 2 постоянного магнитного потока, на котором закрепле1р ны П-образные полюсные наконечники 3. На полюсах 4 — 7 наконечников намотаны обмотки возбуждения 8. Обмотки возбуждения на полюсах 4, 5 намотаны в одном направлении, а обмотки на полюсах 6, 7 намотаны в про15 тивоположном направлении, конец обмотки полюса 7 соединяется с концом обмотки полюса 6, начало обмотки полюса 6 подключено к началу обмотки полюса 5 и т. д.

В режиме возбуждения преобразователь

20 работает следующим образом.

Протекающий по обмотке подмагничивания

1 постоянный ток создает в магнитопроводе 2 постоянный магнитный поток, замыкающийся через полюсные наконечники и ферромагнит25 ную пластину 9. (Обмотка подмагничивания подключена к источнику постоянного напряжения таким образом, что магнитный поток направлен справа налево по чертежу — см. стрелку А). Вследствие этого между каждым

30 полюсом полюсного наконечника и ферромаг466444

Тираж 902

Подписное

Изд. No 658

Заказ 1434/8

Типография, пп. Сапунова, 2

3 нитной пластиной возникает магнитостатическое взаимодействие.

Для возникновения магнитостатического взаимодействия важно, чтобы пластина 9 обладала хорошо выраженными ферромагнитными свойствами, при этом никаких требований к электропроводности не предъявляется.

В результате этого взаимодействия на поверхности пластины под полюсными наконечниками создаются равномерно распределенные статические напряжения, направленные параллельно внешней нормали к поверхности пластины. Эти упругие поверхностные напряжения возникают ввиду непрерывности тензора плотности потока импульса на границе ферромагнитной пластины, и их величина пропорциональна квадрату напряженности магнитного поля в воздушном зазоре между пластиной и каждым полюсным наконечником.

При протекании по обмоткам возбуждения

8 переменного тока наряду с постоянным магнитным потоком создается переменный магнитный поток, который замыкается по пути, образованному П-образным полюсным наконечником и ферромагнитной пластиной. Обмотки возбуждения включены таким образом, что если в одном полюсном наконечнике в какой-то момент времени переменный магнитный поток замыкается по часовой стрелке, то в другом полюсном наконечнике — против часовой стрелки, и поэтому в этот же момент в одном воздушном зазоре постоянная и переменная составляющие напряженности магнитного поля складываются, а в соседних воздушных зазорах — вычитаются.

В таком случае упругие напряжения также имеют постоянную и переменную составляющие.

Известно, что если величина переменного магнитного поля достаточно мала по сравнению с величиной постоянного магнитного поля, то переменная составляющая упругих напряжений пропорциональна произведению напряженностей постоянного и переменного маг5 нитных полей и изменяется с частотой изменения переменного тока. В тех зазорах, в которых переменный и постояннь1й магнитные потоки совпадают, направление цеременной составляющей напряжений совпадает с на10 правлением внешней нормали к поверхности пластины (имеет место деформация растяжения), а в других зазорах переменные составляющие напряжений направлены в противоположную сторону (имеет место деформация

15 сжатия) .

Таким образом, изменения напряжений под соседними полюсными наконечниками происходят в противофазе. Такая система упругих напряжений на поверхности пластины воз20 буждает в ней нормальную волну.

Предмет изобретения

Электромагнитно-акустический преобразователь, включающий магнитную систему с

25 П-образным полюсным наконечником, обмотку возбуждения и обмотку подмагничивания, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возбуждения и приема нормальных волн в ферромагнитных материалах с любой электрической проводимостью, он снабжен вторым П-образным полюсным наконечником и объединяющим полюсные наконечники общим магнитопроводом, при этом обмотка подмагничивания расположена между полюсными наконечниками, обмотки возбуждения расположены на полюсах полюсных наконечников и в соседних полюсах намотаны в прогивоположных направлениях, а начало и конец каждой обмотки соединены соответствен40 но с началом и концом соседней обмотки.