Импульсный электродинамический излучатель

Импульсный электродинамический излучатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п1 546387

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.12.75 (21) 2305466/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77, Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 17.03.77 (51) М, Кл.2 В 06В 1/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 534.232(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

М. Н. Быстров, Д. Б. Дианов и А. Ф. Павлов

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт имени В. И. Ульянова (Ленина) (54) ИМ ПУЛЬС Н ЫЙ ЭЛ ЕКТРОДИ НАМИ ЧЕСКИЙ

ИЗЛУЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к области акустики и может быть использовано в гидро- и геолокации, а также в ультразвуковой технике для возбуждения мощных импульсов давления.

Известны импульсные электродинамические излучатели, принцип действия которых основан на получении механического давления при электродинамическом взаимодействии импульсного магнитного поля с токами проводимости в диамагнетике. Такие устройства состоят из плоской спиральной катушки, намотанной из медной проволоки и плотно прилегающей к катушке мембраны, выполненной в виде медного или алюминиевого диска, причем между катушкой и мембраной расположена изолирующая прокладка (1, 2).

Известен также импульсный электродинамический излучатель, включающий в себя корпус, индуктор, изолирующий слой, образованный заливкой индуктора и корпуса эпоксидным компаундом, и мембрану, выполненную в виде проводящего диска, соединенного с корпусом гибкой связью (3).

Недостатком известного устройства является малая интенсивность излучения вследствие уменьшения механической прочности витков индуктора из-за перегрева и неравномерного возбуждения.

Для увеличения интенсивности излучения предлагаемый излучатель снабжен концентратором, выполненным в виде цилиндрического тела из диамагнитного материала, имеющего кольцевой паз на внешней поверхности, радиальный разрез, центральное отверстие и одну из торцовых поверхностей, выполненную вогнутой внутрь концентратора с профилем, обеспечивающим равномерное распределение давления на мембрану и размещенным между индуктором, корпусом и изолирующим слоем

10 таким образом, что внешний кольцевой паз концентратора охватывает индуктор, а его вогнутая торцовая поверхность обращена в сторону мембраны, образуя переменный по толщине изолирующий слой.

15 На фиг. 1 представлен схематически описываемый излучатель; на фиг. 2 — концентратор.

Излучатель содержит индуктор 1, размещенный на внешней поверхности концентра20 тора 2, электрически изолированного от него.

Концентратор изготавливается из диамагнитного материала с высокой электропроводностью, например меди, латуни, бронзы. Диск

3 связан с корпусом 4 гибкой связью (воз25 вратная пружина, эластичный сильфон). Концентратор 2 совместно с индуктором 1 помещены в непроводящий корпус 4 и залиты эпоксидным компаундом, создающим изоляционный промежуток 5 между диском 3 и тор30 цовой поверхностью 6 концентратора. На

546387

20 фиг. 2 изображен концентратор, который представляет собой диамагнитный цилиндр с радиальным разрезом 7 и центральным отверстием 8. На внешней поверхности концентратора 2 выполнен паз для размещения индуктора 1. Торцовая поверхность концентратора, обращенная к диску 3, имеет вогнутую поверхность, обеспечивающую равномерное распределение магнитного давления на диск.

Работа устройства происходит следующим образом.

При разряде накопителя на индуктор 1 в поверхностном слое диамагнитного концентратора 2 наводится ток, магнитное поле которого вытесняет поток, созданный током индуктора 1 (основную часть потока), в отверстие 8 концентратора 2 и в изоляционный промежуток 5 между торцовой поверхностью и диском 3. При этом в изоляционном промежутке наблюдается увеличение плотности магнитного потока, т. е. концентрация магнитного поля. Импульсное магнитное поле в промежутке 5 вызывает вихревой ток в диске 3, взаимодействие которого с магнитным полем приводит диск в движение происходит излучение акустического сигнала. Во время паузы между импульсными посылками диск 3 возвращается в исходное положение с помощью эластичной связи.

Радиальный разрез 7 концентратора 2 устраняет электродинамическое взаимодействие концентратора 2 с индуктором 1 и обеспечивает проникновение магнитного потока индуктора в центральное отверстие 8. Непроводягций корпус 4 и центральное отверстие 8 конической формы значительно снижают паразитные магнитные сопротивления в цепи основного потока по сравнению с магнитным сопротивлением изоляционного промежутка 5.

При применении концентратора 2 индуктор 1 удаляется от диска 3, при этом размеры индуктора уже не определяются заданным размером диска и могут быть увеличены. Это дает возможность увеличить как число витков индуктора, уложенных в паз 9, так и их сечение, что позволяет достичь более высокой плотности магнитного потока, т. е. повысить интенсивность излучения.

При постоянной величине изоляционного промежутка 5 между диском 3 и концентратором 2 магнитное давление на диск в области зазора спадает пропорционально квадрату расстояния от центра диска, что при больших интенсивностях излучения приводит к разрушению центральной части диска и концентратора. Равномерное распределение давления на диск можно получить, если эквивалентный

55 зазор (учитывающий изоляционный промежуток 5 и глубину проникновения поля в материал диска и концентратора) будет уменьшаться пропорционально расстоянию от центра. Конструктивно это достиг ается выполнением торцовой поверхности концентратора вогнутой с профилем, при котором между диском и торцовой поверхностью концентратора образуется переменный изоляционный слой, который выполняется по соотношению: где Ro — наружный радиус диска;

R — текущий радиус; бо — минимально допустимый изоляционный зазор;

Ъ и Л вЂ” глубины проникновения магнитного поля в материал диска и концентратора.

Формула изобретения

Импульсный электродинамический излучатель, включающий в себя корпус, индуктор, изолирующий слой, образованный заливкой индуктора и корпуса эпоксидным компаундом, и мембрану, выполненную в виде проводящего диска, соединенного с корпусом гибкой связью, отличающийся тем, что, с целью увеличения интенсивности излучения, он снабжен концентратором, выполненным в виде цилиндрического тела из диамагнитного материала, имеющего кольцевой паз на внешней поверхности, радиальный разрез, центральное отверстие и одну из торцовых поверхностей, выполненную вогнутой внутрь концентратора с профилем, обеспечивающим равномерное распределение давления на мембрану и размещенным между индуктором, корпусом и изолирующим слоем таким образом, что внешний кольцевой паз концентратора охватывает пндуктор, а его вогнутая торцовая поверхность обращена в сторону мембраны, образуя переменный по толщине изолирующий слой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Н. А. Рой. «Импульсные электродинамические излучатели», Акустический журнал, том XVI, 1970, вып. 1, стр. 121 — 128.

2, «Подводная акустика». Под ред.

Л. М. Бреховских, М., 1965, стр. 173.

3. ISA Journal, 1961, Мэ 1, стр. 72 — 77, 1. В. Hersey, Н. Е. Edgerton, Pingers and

Thumpers Advance Deep Sea Exploration (прототип).

646387

5 2 б

Уиг. 2

Составитель Е. Литвинов

Техред Л. Котова Корректор Л. Денискина

Редактор И. Шейкин

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 341/5 Изд. № 181 Тираж 709 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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