Ультразвуковое излучающееустройство

Ультразвуковое излучающееустройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистичесиик

Республик оо837424 (61) Дополнительное к авт. саид ву (22) Заявлено 1209,79 (2т) 2816255/18-10 р )м. к.з с присоединением заявки М— (23) Приоритет

В 06 В 1/06

В 23 К 20/10

Государственный комитет

СССP

-no делам изобретений и открытий

Опубликовано 15,06,81. бюллетень 8922

Дата опубликования описания 1 06,81 (5З) УДК 534.232 (088 ° 8) (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ИЗЛУЧМОЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к ультразвуковой технике, в частности к устройствам возбуждения механических колебаний, и может быть использовано при ультразвуковой обработке материалов, например ультразвуковой микросварки.

Известно устройство, включающее задающий генератор с одним высокочастотным и несколькими низкочастотными выходами, к которым подключен магнитострикционный преобразователь. Это устройство наиболее целесообразно использовать при малых потребляемых электрических мощностях. Применение 15 такого устройства позволяет существенно расширить полосу пропускания АЧХ (амплитудно-частотная характерйстика) механических колебаний преобразователя не только на основной частоте ме- 20 ханического резонанса, но и на высших гармониках (1) .

Однако данное устройство наиболее эффективно лишь при наличии значительных нелинейных свойств материала уль- 25 тразвукового преобразователя ° В противном случае,в частности для широко используемых в настоящее время пьезокерамических излучателей; устройство будет обладать недостаточным КПД. 30

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является ультраэвуковое излучающее устройство, включающее задающие генераторы низкой и высокой частоты, усилитель мощности и ультразвуковой преобразователь (2).

Недостатком данного устройства является низкое качество ультразвуковой обработки.

Целью изобретения является улучшение качества ультразвуковой обработки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены два фазовых модулятора, делитель частоты, регулируемый аттенюатор и сумматор, при этом первые входы фазовых модуляторов соединены с выходом задающего генератора высокой частоты, второй вход первого модулятора непосредственно и второй вход второго модулятора через делитель частоты соединены с выходом генератора низкой частоты, выход второго модулятора через аттенюатор, и выход первого модулятора непосредственно соединены со вХодом сумматора, выход которого соединен, со входом усилителя мощности, подключенного к ультразвуковому преобразователю.

837424

На фиг,l представлена структурная схема излучающего устройства; на фиг.2 - амплитудно-частотная характеристика механических колебаний и возбуждающего электрического напряжения преобразователя.

Устройство содержит задающие генераторы 1 и 2 высокой и низкой частот

Колебаний, делитель 3 частоты с коэффициентом деления равным двум, два фазовых модулятора 4 и 5, сумматор 6, регулируемый аттенюатор 7, усилитель

8 мощности, нагруженный на ультразвуковой преобразователь 9, механически соединенный с концентратором

10 и сварочным инструментом 11.

Устройство работает следующим 15 образом.

Напряжения задающих генераторов высокой 1 и низкой 2 частот (соответственно Ео и и ) подаются на фазовый модулятор 4, где происходит фазовая 20 е модуляция высокочастотного колебания с индексом фазовой модуляции, равным в,. На выходе модулятора 4 спектр колебания состоит из несущей частоты

fo и ряда боковых частот вида f> +f<, fo+2ft f6+3Õ, и т.д., причем соотношение амйлитуд электрических напряжений этих составляющих определяется отношением величин Io (rap„):1((„): -lg (my< ) и т.д. соответственно", З где I (my, ) — бесселева функция nepmoro рода и-го порядка от аргумента тз . На модулятор 5 подается напря1 жение генератора 1 высокой частоты и напряжение низкочастотного .колеба ния с частотой f2,> Ео+й„, К +ЗЕ и т,д с отношением амплитуд электрических на- 45

lq (щр :I, (щ, ):11(р ) т.д. соответственно. Фазомодулированное колебание с выхода модулятора 5 поступает на аттенюатор 7, где происходит его ослабление в р раз, и далее О на сумматор 6, в котором oHQ складывается с фазомодулированным колебанием модулятора 4 при учете фазовых соотношений между соответствующими составляющими спектров колебаний.

Результирующее колебание, имеющее в составе спектра частоты fo fo+ i о+, О-f<, о+, Ди т.д. с отношением амплитуд электрических напряжений соответственно

+>I> (щр1) ) . (1, (<) I, (mp„) ) .pig ( и т.д. после усиления в усилителе

8 мощности поступает на ультразвуковой преобразователь 9. Таким образом, на выходе усилителя 8 мощности про- д исходит формирование необходимой не симметричной АЧХ электрических колебаний .

Частота .низкочастотного генератора 2Й(вЫбирается приблизительно равной удвоенной ширине полосы пропускания исходной АЧХ механических колебаний ультразвукового преобразователя в области основной резонансной частоты fg .

Индексы фазовой модуляции m@ и

m@< модуляторов 4 и 5 и коэффициент ослабления,р регулируемого аттенюатора выбираются исходя из конкретной формы амплитудно-частотной характеристики ультразвукового преобразователя таким образом, чтобы с выхода усилителя 8 электрическое напряжение в функции .частоты было обратно пропорционально частотной зависимости вещественной части входного импеданса преобразователя (при этом величина Х„ (mq) может принимать как положительное, так и отрицательное значение в зависимости от величины аргумента my.

На фиг.2 приведены в качестве при мера графики АЧХ преобразователя при тр =2,2, m =2,7 и р=l,l — исходная несимметричная амплитудно-частотная характеристика механических колебаний ультразвукового преобразователя;

П вЂ” амплитудно-частотная характеристика электрического напряжения усилителя 8, возбуждающего преобразователь| Ш вЂ” широкополосная амплитудночастотная характеристика механических колебаний преобразователя при возбужденни его напряжением от усилителя 8 мощньсти.

Повышение качества ультразвуковой обработки широкополосными преобразователями достигается за счет возможности строго фиксировать величину вводимой акустической мощности при изменении режимов ультразвуковой обработки и влиянии различных дестабилизирующих факторов.

I Формула изобретения

Ультразвуковое излучающее устройство, включающее задающие генераторы низкой и высокой частоты, усилитель мощности и -ультразвуковой преобразователь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества ультразвуковой обработки, в устройство введены два фазовых модулятора, делитель частоты, регулируемый аттенюатор и сумматор, при этом первые входы фазовых модуляторов соединены с выходом задающего генератора высокой частоты, второй вход первого модулятора непосредственно и второй вход второго модулятора через делитель частоты соединены с выходом reнератора низкой частоФы, выход второго модулятора через аттенюатор, и

837424

Фиг. 4 у Ы узУо .. o Иуду

Фиг.2

Составитель В.Валуев

Редактор A.Íàóðñêoâ Техред И. АсталоШ КорректорЛ. Иван

Заказ 4241/11 Тираж 527 . Подписное

RHHHIIH Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 вход первого модулятора непосредственно соединены со входом сумматора, выход которого соединен со входом усилителя мощности, подключенного к уль траз вуковому преобразователю, Источники информации . принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетелЬство СССР по заявке В 2550757, кл. В 23 К 19/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 733924, кл. В 23 К 19/04, 1977 (про тотип) °