SU611148A1

SU611148A1 - Device for input of pulsed ultrasonic oscillations into an article

Info

Publication number: SU611148A1
Application number: SU752300233A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Медведев; Владимир Евгеньевич Городков; Юрий Яковлевич Фирсов
Original assignee: Всесоюзный Проектно-Конструкторский Технологический Институт Атомного Машиностроения И Котлостроения
Priority date: 1975-12-15
Filing date: 1975-12-15
Publication date: 1978-06-15

Description

импульсных ультразвуковых колебаний снабжено подключенным к генератору кесинусоидального напр жени электромеханическим преобразователем, деформируемый элемент которого жестко св зан с держателем излучател ультразвуковых колебаний таким образом, что направление его деформации совпадает с акустической осью, излучател , регулируемой линией задержки, включенной между задающим генератором и излучателем, а выход задающего генератора , подключен к входу генератора несинусоидального напр жени .pulsed ultrasonic vibrations are equipped with an electromechanical transducer connected to a cesinusoidal voltage generator, the deformable element of which is rigidly connected to the ultrasonic oscillator holder in such a way that its direction of deformation coincides with the acoustic axis of the emitter, an adjustable delay line connected between the master oscillator and the radiator, and the output of the master oscillator is connected to the input of the generator of non-sinusoidal voltage.

При этом -в качестве электромеханического прербразовател. использован магнитострикционный преобразователь.In this case, as an electromechanical pre-conversion device. used magnetostrictive transducer.

На чертеже изображена блок-схема устройства дл ввода в изделие импулсных уль1;развуковых колебаний.The drawing shows a block diagram of a device for inserting pulsed pulses into the product, and for sonic vibrations.

Устройство содержит излучатель 1 ультразвуковых колебаний, например пьезоэлсмент, закрепленный на рабоче поверхности держател 2, с которым жестко св зан деформирующий элемент электромеханического преобразовател 3, выполненный в виде магнитострикционн .ого преобразовател . Излучатель соединен с задающим генератором 4 через регулируемую линию 5 задержки , при этом электромеханический преобразователь соединен с генератором б несинусоидального, наприме пилообразного, напр жени непосредственно через переключатель 7, а также через инвертор И.The device contains an emitter 1 of ultrasonic vibrations, for example, a piezoelectric element mounted on the working surface of the holder 2, to which the deforming element of the electromechanical transducer 3 is rigidly connected, made in the form of a magnetostriction transducer. The emitter is connected to the master oscillator 4 via an adjustable delay line 5, while the electromechanical transducer is connected to the generator b of a non-sinusoidal, for example sawtooth, voltage directly through switch 7, as well as through inverter I.

Генератор несинусоидального напр жени имеет регул тор 9 и подключен входом к выходу задающего генератораThe generator of non-sinusoidal voltage has a regulator 9 and is connected by an input to the output of the master oscillator.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

От задающего генератора 4 импульс поступает на излучатель 1 и на запус генератора 6 пилообразного напр жени , при этом возбуждение излучател осуществл етс через регулируемую линию 5 задержки, то есть момент излучени механических колебаний ультразвуковой частоты в исследуемый объек сдвинут (запаздывает) относительно начала запуска генератора пилообразного напр жени . Это необходимо дл осуществлени выбора рабочей зоны излучени : пьезоэлёмента.From the master oscillator 4, the pulse arrives at the emitter 1 and at the start of the sawtooth generator 6, while the emitter is excited through an adjustable delay line 5, i.e., the moment of emission of mechanical vibrations of the ultrasonic frequency is shifted (delayed) to the test object starting tension This is necessary to make the choice of the working area of the radiation: a piezoelectric element.

С выхода 1енератора 6 через переключатель 7 пилообразное напр жение заданной , например, положительной пол рности , подаетс на магнитострикционмый преобразователь, в результате чего, за счет магнитострикционного эффекта он перемещаетс в направлении излучени ультразвуковых колебаний, которые начинают генерироватьс при достижении рабочейзоны на кривой пилообразного напр жени .From the output of generator 1 through switch 7, a sawtooth voltage of a given, for example, positive polarity is applied to a magnetostrictive transducer, as a result of which, due to the magnetostriction effect, it moves in the direction of radiation of ultrasonic vibrations that start to be generated when the working zone on the sawtooth voltage curve .

В результате удлинени деформируемого элемента магнитострикционного преобразовател в направлении излучени частота ультразвуковых импульсов увеличиваетс , а ширина (длительность) уменьшаетс . При изменении параметров исследуемого объекта, например увеличении толщины, частоту излучаемых ультразвуковых импульсов уменьшают, уменьша регул тором 9 крутизну пилообразного напр жени генератора 6, при этом длительность пилообразного импульса выбирают в соответствии с длительностью зондирующего импульса или больше зондирующего излучател 1.As a result of the elongation of the deformable element of the magnetostrictive transducer in the direction of radiation, the frequency of the ultrasonic pulses increases and the width (duration) decreases. When changing the parameters of the object under study, for example, increasing the thickness, the frequency of the emitted ultrasonic pulses is reduced by reducing the regulator 9 to the steepness of the sawtooth voltage of the generator 6, while the duration of the sawtooth pulse is chosen according to the duration of the probing pulse or more than the probing radiator 1.

Дл получени длительности излучаемых импульсов большей, чем позвол ет регул тор 9, сигнал от генератора 6 через переключатель 7 поступает на инвертор 8, измен ющий пол рность пилообразного напр жени на отрицательную . Воздействие этого напр жени на магнитострикционный преобразователь 3 вызывает магнитострикционный эффект, в результате которого его деформируемый элемент укорачиваетс , и держатель 2 с излучателем 1 перемещаетс в сторону, противоположную излучению ультразвуковых колебаний. При этом длительность сигнала увеличиваетс , а частота его уменьшаетс .To obtain the duration of the emitted pulses longer than the regulator 9 allows, the signal from the generator 6 through the switch 7 is fed to the inverter 8, which changes the polarity of the sawtooth voltage to negative. The effect of this voltage on the magnetostrictive transducer 3 causes a magnetostrictive effect, as a result of which its deformable element is shortened and the holder 2 with the radiator 1 moves in the direction opposite to the radiation of ultrasonic vibrations. At the same time, the duration of the signal increases, and its frequency decreases.

При переменных услови х возбуждени пьезоэлёмента длительность и -частота заполнени ультразвукового импульса завис т от управл ющего сигнала магнитострикционного преобразовател , а число периодов в импульсе остаетс посто нным.Under variable excitation conditions of the piezoelectric element, the duration and frequency of filling of the ultrasonic pulse depend on the control signal of the magnetostrictive transducer, and the number of periods in the pulse remains constant.

Таким образом, устройство обеспечивает перестройку параметров импульса механических колебаний, излучаемых пьезоэлементом, который установлен с возможностью перемещени в направлении излучени и противоположном ему с помощью, например , магнитострикционного преобразовател , возбуждаемого сигналом определенной формы и длительности дл получени ультразвукового импульса необходимой длительности Чистоты заполнени , т.е. позвол ет сравнительно просто без усложнени конструкции регулировать частоту и длительность излучаемых ультразвуковых импульсов .Thus, the device provides for the tuning of the parameters of the pulse of mechanical oscillations emitted by the piezoelectric element, which is mounted for displacement in the direction of the radiation and opposite to it using, for example, a magnetostrictive transducer excited by a signal of a certain shape and duration to obtain an ultrasonic pulse of the required duration of the Purity of Fill, t. e. it is relatively simple to adjust the frequency and duration of the emitted ultrasonic pulses without complicating the design.

Claims

1. A device for inserting pulsed ultrasonic oscillations into a product;

containing a master oscillator, an ultrasonic oscillator coupled to it, and a non-sinusoidal oscillator, for example, a sawtooth wave, characterized by

In order to control the frequency and duration of the emitted ultrasonic pulses, it is equipped with an electromechanical transducer connected to the non-sinusoidal voltage generator, the deformable element of which is rigidly connected to the ultrasonic emitter holder in such a way that the direction of its deformation coincides with the acoustic axis of the emitter, which is adjustable the delay line connected between the master oscillator and the radiator, and the master oscillator output is connected to the generator input nesinus Odalnogo tension.

2. A device according to claim 1, characterized in that a magnetostriction np.joCraiser is used as an electromechanical converter.

Sources of information taken into account in the examination:

1. USSR author's certificate 272633, cl. G 01 W 29/04, 1968.