SU839069A1 - Magnetostriction transducer - Google Patents

Description

Устройство относится к ультразвуковой технике и может быть использовано при разработке ферроакустических запоминающих устройств.The device relates to ultrasonic technology and can be used in the development of ferroacoustic storage devices.

Известен магнитострикционный преобразователь (МСП), содержащий обмотку, подключенную к источнику импульсных сигналов [1J.Known magnetostrictive Converter (ICP), containing a winding connected to a source of pulse signals [1J.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является устройство, содержащее возбуждающий’ и возбуждаемый звукопроводы, распределенную и управляющую обмотки, формирователь импульсов тока возбуждения, формирователь импульсов тока размагничивания с подключенной к нему размагничивающей обмоткой, подсоединенный к формирователям синхронизирующий задающий генератор, акустический демпфер [2].The closest to the invention according to the technical solution is a device containing exciting 'and excited sound ducts, distributed and controlling windings, an excitation current pulse shaper, demagnetizing current pulse shaper with a demagnetizing winding connected to it, a synchronizing master oscillator connected to the shapers, an acoustic damper [2] .

Недостатком известных устройств является низкая стабильность выходных параметров ультразвуковых колебаний.A disadvantage of the known devices is the low stability of the output parameters of ultrasonic vibrations.

Цель изобретения - повышение стабильности выходных параметров ультразвуковых колебаний.The purpose of the invention is to increase the stability of the output parameters of ultrasonic vibrations.

Поставленная цель достигается тем, что возбуждающий звукопровод выполнен разомкнутым из материала с высоким коэффициентом прямоугольности магнитной петли гистерезиса и соединен одним концом с возбуждаемым звукопроводом, а другим - с акустическим демпфером, управляющая обмотка соединена последовательно с распределенной обмоткой и подключена к выходу формирователя импульсов тока возбуждения, распределенная обмотка выполнена односекционной и охватывает возбуждаемый звукопровод, выполненный из материала с коэффици^-« ентом магнитострикции, меняющим знак под влиянием как магнитного поля, так и механического напряжения, а также тем, что возбуждаемый звукопровод выполнен многослойным, с чередованием слоев из материалов с разными знаками магнитострикции.This goal is achieved by the fact that the exciting sound pipe is made of a material with a high coefficient of rectangularity of the magnetic hysteresis loop and is connected at one end to the excited sound pipe and the other to an acoustic damper, the control winding is connected in series with a distributed winding and connected to the output of the excitation current pulse shaper, distributed winding is excited by a one-section and covers the acoustic line made of material with coefficients ^- "entom magnetosomes RICC changing sign under the influence of both the magnetic field and mechanical stresses, and in that the excited acoustic line formed multilayer, with alternating layers of materials with different characters magnetostriction.

На чертеже схематически представлено устройство.The drawing schematically shows a device.

Устройство содержит участки звукопроводов 1 - 3, которые последовательно соединены между собой и образуют единый разомкнутый, акустически согласованный звукопровод, включающий участок 1 на выходе магнитострикционного преобразователя, возбуждаемый 2 и возбуждающий 3 звукопроводы, один из концов возбуждающего звукопровода 3 сопряжен с демпфером 4.. Обмотка 5 возбуждения индуктивно связана с участком звукопровода 2 и одним концом последовательно соединена с управляющей обмоткой 6, а другим - с выходом формирователя импульсов тока возбуждения. Управляющая обмотка 6 индуктивно связана с участком .звукопровода 3, а одним концом с выходом формирователя 7 импульсов тока возбуждения. Длина обмотки 5 много больше длины обмотки 6. Размагничивающая обмотка и обмотка 6 индуктивно связаны одним и тем же участком звукопровода 3. Конны обмотки 8 соединены со входом формирователя 9 импульсов тока размагничивания. Входы формирователей импульсов тока 7 и 9 соединены с соответствующими выходами задающего генератора 10. Участок звукопровода с изменяющимся знаком коэффициента магнитострикции может быть выполнен из монострикционного сплава, например Fe-Al-Ge или бистрикционной пары. Для второго случая звукопроводы берутся с разным знаком магнитострикции, но при этом необходимо, чтобы ход ±. был одинаков.The device contains sections of sound ducts 1 to 3, which are connected in series and form a single open, acoustically matched sound duct, including section 1 at the output of the magnetostrictive transducer, excited 2 and exciting 3 sound ducts, one of the ends of the exciting sound duct 3 is coupled to a damper 4 .. 5 of the excitation is inductively connected to the section of the sound duct 2 and is connected in series with the control winding 6 at one end and with the output of the excitation current pulse shaper at the other end . The control winding 6 is inductively connected to the section of the sound pipe 3, and at one end to the output of the driver 7 of the excitation current pulses. The length of the winding 5 is much greater than the length of the winding 6. The demagnetizing winding and the winding 6 are inductively connected by the same section of the sound duct 3. The windings 8 are connected to the input of the shaper 9 of the demagnetization current pulses. The inputs of the current pulse generators 7 and 9 are connected to the corresponding outputs of the master oscillator 10. A portion of the sound duct with a varying sign of the magnetostriction coefficient can be made of a monostrictive alloy, for example, Fe-Al-Ge or a bistrictive pair. For the second case, sound ducts are taken with a different sign of magnetostriction, but it is necessary that the stroke ±. was the same.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Участок звукопровода 3 над обмотками 6 и 8 предварительно устанавливает в состояние + В Плах · Затем с выхода формирователя 7 импульсов тока возбуждения в последовательно соединенные обмотки 5 и 6 подают импульсы тока возбуждения такой амплитуды, чтобы величина ультразвукового импульса на выходе была равной 0. С выхода формирователя импульсов тока размагничивания на обмотку 8 подается импульс тока размагничивания, который формирует размагничивающееThe section of the sound duct 3 above the windings 6 and 8 is pre-set to the state + In Plach · Then, from the output of the driver 7 of the excitation current pulses, the excitation current pulses of such amplitude are supplied to the serially connected windings 5 and 6 that the value of the ultrasonic pulse at the output is 0. From the output a demagnetizer of the demagnetizing current pulses, a demagnetizing current pulse is supplied to the winding 8, which forms a demagnetizing

839069 4 поле на участке звукопровода 3 под обмоткой 8. Намагниченность меняется от до 0. За счет этого изменения намагниченности возбуждаюто ₅ два однополярных ультразвуковых импульса. Одним из импульсов тока с выхода 7, подаваемых в обмотки 5 и 6, формируется в обмотке 6 поле, которое меняет намагниченность от О до +Βι^αχ^{и тем} самым возбуждает два однополярных ультразвуковых импульса другого знака. Таким образом, на участке звукопровода 3 под обмотками 6 и 8 формируются два разнополярных импульса, один из которых является управляющим и распространяется по звукопроводу 3 к звукопроводу 2, а другой поглощается демпфером 4. Управляющий ультразвуковой импульс, распространяясь по звукопроводу 2 на начальном участке его,выводит рабочую точку магнитострикционного преобразования из области нулевой магнитострикции так, что на этом участке под действием импульсов магнитного поля возбуждается ультразвуковой импульс, который складывается с управляющим, Таким образом, на выходе преобразователя появляется усиленный ультразвуковой импульс с амплитудой, в несколько раз превышающей амплитуду управляющего импульса.. Количество сложений в звукопроводе 2 зависит от длины зоны сложения, длительности ультразвукового импульса, скорости распространения ультразвукового импульса и количества импульсов возбуж? дающего магнитного поля.839069 4 field in the section of the sound pipe 3 under the winding 8. The magnetization varies from to 0. Due to this change in the magnetization, ₅ two unipolar ultrasonic pulses are excited. One of the current pulses from output 7 supplied to windings 5 and 6 forms a field in winding 6, which changes the magnetization from O to + Βι ^ αχ ^and thereby excites two unipolar ultrasonic pulses of a different sign. Thus, in the section of the sound pipe 3 under the windings 6 and 8, two bipolar pulses are formed, one of which is the control pulse and propagates through the sound pipe 3 to the sound pipe 2, and the other is absorbed by the damper 4. The control ultrasonic pulse propagating through the sound pipe 2 in its initial section, removes the working point of the magnetostrictive transformation from the region of zero magnetostriction so that in this section, under the influence of magnetic field pulses, an ultrasonic pulse is excited, which is added to ravlyaetsya, thus appears at the output transducer amplified ultrasonic pulse with an amplitude of several times the amplitude of the driving pulse .. Number of additions in acoustic line 2 depends on the length of the zone of addition and duration of the ultrasound pulse, the propagation velocity of an ultrasound pulse and the amount of excitation pulses? giving a magnetic field.

Claims (2)

Устройство относитс  к ультразв ковой технике и может быть использовано при разработке ферроакустических запоминающих устройств. Известен магнитострикционный преобразователь (МСП), содержащий обмотку, подключенную к источнику импульсных сигналов tQ. Наиболее близким к изобретению по техническому решению  вл етс  устройство, содержащее возбуждающи и возбуждаемый звукопрододы, распр деленную и управл ющую обмотки, формирователь импульсов тока возбу ни , формирователь импульсов тока размагничивани  с подключенной к нему размагничивающей обмоткой, подсоединенный к формировател м ;синхронизирующий задающий генератор , акустический демпфер 2. Недостатком известных устройств  вл етс  низка  стабильность выходных параметров ультразвуковых колебаний. Цель изобретени  - повышение стабильности выходных параметров ультразвуковых колебаний. Поставленна  цель достигаетс  тем, что возбуждающий звукопровод вьшолнен разомкнутым из материала с высоким коэффициентом пр моугольности магнитной петли гистерезиса и соединей одним концом с возбуждаемым звукопроводом, а другим - с акустическим демпфером, управл юща  обмотка соединена последовательно с распределенной обмоткой и подключена к выходу формировател  импульсов тока возбуждени , распределенна  обмотка выполнена односекционной и охватьюает возбуждаемый звукопровод, выполненный из материала с козффици- ентом магнитострикции, мен ющим знак под вли нием как магнитного пол , так и механического напр жени , а также тем, что возбуждаемый зву- копровод выполнен многослойным, с чередованием слоев из материалов с разньЕми знаками магнитострикции. На чертеже схематически представ лено устройство. Устройство содержит участки звук проводов 1 3, которые последовательно соединены между собой и обра зуют единый разомкнутый, акустически согласованный звукопровод, включающий участок 1 на выходе магнитострикционного преобразовател , возб даемый 2 и возбуждающий 3 звукопроводы ,один из концов возбуждающего звукопровода 3 сопр жен с демпфером Обмотка 5 возбуждеш   индуктивно св зана с участком звукопровода 2 и одним концом последовательно соединена с управл ющей обмоткой 6, а другим с выходом формировател  7имг ульсов тока возбуждени . Управл юща  обмотка 6 индуктивно св зана с участком .звукопровода 3, а одним концом с выходом формировател  7 импульсов тока возбуждени . Длина обмотки 5 много больше длины обмотки 6. Размагничивающа  обмотка 8и обмотка 6 индуктивно св заны одним и тем же участком звукопровода 3. Конщ.1 обмотки 8 соединены со входом формировател  9 импульсов тока размагничивани . Входы формиро вателей импульсов тока 7 и 9 соединены с соответст.вую1цими выходами задаклцего генератора 10. Участок звукопровода с измен ющимс  знаком коэф(1)идиента магнитострикиди может быть выполнен из монострикцио1шого сплава, например Fe-A)-Ge или бистри ционной пары. Дл  второго случа  звукопроводы берутс  с разным знако магнитострик1щи, но при этом необхо димо, чтобы ход tX(Hjb) был одинаков . Устройство работает следующим образом. Участок звукопровода 3 над обмот ками 6 и 8 предварительно устанавли ет в состо ние +Вгр-,с(Х Затем с выхода формировател  7 импульсов тока возб ждени  в последовательно соеди ненные обмотки 5 и 6 подают импульс тока возбуждени  такой амплитуды, чтобы величина ультразвукового импульса на выходе была равной 0. С выхода формировател  импульсов тока размагничивани  на обмотку 8 . подаетс  импульс тока размагничивани , который формирует размагничивающее 694 поле на участке звукопровода 3 под обмоткой 8. Намагниченность мен етс  от до 0. За счет этого изменени  намагниченности возбуждаютсi два однопол рных ультразвуковых импульса . Одним из импульсов тока с выхода 7, подаваемых в обмотки 5 и 6, формируетс  в обмотке 6 поле, которое мен ет намагниченность от О до4В| о и тем самым возбуждает два однопол рных ультразвуковых импульса другого знака. Таким образом, на участке звукопровода 3 под обмотками 6 и 8 формируютс  два разнопол рных импульса, один из которых  вл етс  управл ющим и распростран етс  по звукопроводу 3 к звукопроводу 2, а другой поглощаетс  демпфером 4. Управл ющий ультразвуковой импульс, распростран  сь по звукопроводу 2 на начальном участке его,выводит рабочую точку магнитострикционного преобразовани  из области нулевой магнито-. стрикции так, что на этом участке под действием импульсов магнитного пол  возбуждаетс  ультразвуковой импульс, который складьшаетс  с управл ющим . Таким образом, на выходе преобразовател  по вл етс  усиленный ультразвуковой импульс с амплитудой, в несколько раз превышающей амплитуду управл ющего импульса.. Количество сложений в звукопроводе 2 зависит от длины зоны сложени , длительности ультразвукового импульса, скорости распространени  ультразвукового импульса и количества импульсов возбужг дающего магнитного пол . Формула изобретени  1. Магнитострикционный преобразователь , содержащий возбуждающий и возбуждаемый звукопроводы, распределенную и управл ющую обмотки, формирователь импульсов тока возбуждени , формирователь импульсов тока размагничивани  с подключенной к нему размагничивающей обмоткой, подсоединенный к формировател м синхронизирующий генератор, акустический демпфер, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  стабильности выходных параметров ультразвуковых колебаг НИИ, возбуждающий звукопровод выполнен разомкнутым из материала с высоким коэффициентом пр моугольноети магнитной петли гистерезиса и соединен одним концом с- возбуждаемым звукопроводом, а другим - с акустическим демпфером, управл юща  обмотка соединена последовательно с распределенной обмоткой и подключена к выходу формировател  импульсов тока возбуждени , распределенна  обмотка выполнена односекционной и охватьшает возбуждаемый звукопровод, выполненный из материала с коэффициентом магнитострикции , мен ющим знак под вли нием как магнитного пол , так и механического напр жени .The device relates to ultrasound technology and can be used in the development of ferro-acoustic memory devices. Known magnetostrictive transducer (ICP), containing a winding connected to a source of pulse signals tQ. The closest to the invention according to the technical solution is a device comprising excitatory and excited sound products, distributed and control windings, driver of excitation current pulses, demagnetization current pulse driver with demagnetizing winding connected to it, connected to driver, synchronizing generator acoustic damper 2. A disadvantage of the known devices is the low stability of the output parameters of ultrasonic vibrations. The purpose of the invention is to increase the stability of the output parameters of ultrasonic vibrations. The goal is achieved in that the exciting sound duct is made open from a material with a high squareness factor of the magnetic hysteresis loop and connected to one end with the excited sound duct and the other to an acoustic damper, the control winding is connected in series with the distributed winding and connected to the output of the shape of the driver. excitation, the distributed winding is made one-section and covers an excited acoustic duct made of a material with magnetic Signs that change the sign under the influence of both magnetic field and mechanical stress, as well as the fact that the excited duct is made of a multilayer, with alternating layers of materials with different magnetostriction signs. The drawing shows schematically the device. The device contains sections of sound wires 1 3 that are sequentially interconnected and form a single open, acoustically matched acoustic conductor, including section 1 at the output of the magnetostrictive transducer, excitable 2 and exciting 3 acoustic conduits, one of the ends of the exciting acoustic conductor 3 is coupled with a damper Winding 5 is excited inductively connected to the section of the suction line 2 and at one end is connected in series with the control winding 6, and the other with the output of the driver 7, the pulses of the excitation current. The control winding 6 is inductively coupled to a portion of the audio line 3, and at one end to the output of the driver 7 excitation current pulses. The length of the winding 5 is much longer than the length of the winding 6. The demagnetizing winding 8 and the winding 6 are inductively connected by the same section of the sound duct 3. Conc.1 windings 8 are connected to the input of the former 9 demagnetization current pulses. The inputs of the current pulse formers 7 and 9 are connected to the corresponding outputs of the generator 10. The core section with a variable sign of the coefficient (1) of the magnetostricient index can be made of a monostricted alloy, for example Fe-A) -Ge or a biation pair. For the second case, the sound lines are taken with a different sign of the magnetostriction, but it is necessary that the course tX (Hjb) be the same. The device works as follows. The section of the conductor 3 above the windings 6 and 8 is preset to the state + Vgr-, s (X Then, from the output of the imager, 7 excitation current pulses are connected to the series-connected windings 5 and 6, the pulse of the excitation current is of such magnitude that the output was equal to 0. From the output of the demagnetization current pulse generator to the winding 8. a demagnetization current pulse is applied, which forms a demagnetizing 694 field in the section of the sound duct 3 under the winding 8. The magnetization changes from 0 to 0. Due to this Two unipolar ultrasonic pulses are excited by a change in magnetization. One of the current pulses from output 7 fed to windings 5 and 6 forms a field in winding 6 that changes the magnetization from O to 4B | o and thereby excites two unipolar ultrasonic pulses of the other Thus, in the section of the sound duct 3, under the windings 6 and 8, two opposite-polarity pulses are formed, one of which is control and propagates along the sound conduit 3 to the sound conduit 2, and the other is absorbed by the damper 4. Control ultrasound The smart pulse, propagating along the sound conduit 2 in the initial part of it, removes the working point of the magnetostrictive transformation from the zero magnetic field. so that, in this area, under the action of magnetic field pulses, an ultrasonic pulse is excited, which is collapsed with the controller. Thus, at the output of the transducer, an amplified ultrasonic pulse appears with an amplitude several times greater than the amplitude of the control pulse. The number of additions in the conductor 2 depends on the length of the fold zone, the duration of the ultrasonic pulse, the propagation speed of the ultrasonic pulse the floor Claim 1. Magnetostrictive transducer containing exciting and excitable sound ducts, distributed and control windings, driver of excitation current pulses, driver of current of demagnetization with pulses connected to it demagnetizing winding, connected to the driver of a shaper, synchronizing generator, acoustic damper, different synchronizing winding, connected to the driver of a shaper, synchronizing generator, acoustic damper, different synchronizing winding, connected to the driver, synchronizing generator, acoustic damper, different synchronizing winding, connected to the driver, synchronizing generator, acoustic damper, different synchronizing winding in order to increase the stability of the output parameters of the ultrasonic oscillations of the scientific research institute, the exciting sound duct is made open of the material with a high coefficient of the magnetic hysteresis loop and is connected at one end with an excitable sound pipe and the other with an acoustic damper, the control winding is connected in series with the distributed winding and connected to the output of the exciter current pulse generator, the distributed winding is single-sectioned and covered by a single section and a one of the subsections will be used by the one at the end of the loop, the single winding is connected and connected to the output of the exciter current pulse; made of a material with a magnetostriction coefficient that changes its sign under the influence of both a magnetic field and a mechanical stress. 2. Устройство по п.1, о т л ичающеес  тем, что возбуждаемый звукопровод вьтолнен многослойным , с чередованием слоев из материалов с разными знаками магнитострикции . 2. The device according to claim 1, which is based on the fact that the excited acoustic duct is multilayer, with alternating layers of materials with different signs of magnetostriction. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1. Авторское свидетельство СССР № 477561, кл. Н 04 R 15/00 1973.1. USSR Author's Certificate No. 477561, cl. H 04 R 15/00 1973. 2. Авторское свидетельство СССР № 492050, кл. Н 04 R 15/00, 1974.2. USSR author's certificate No. 492050, cl. H 04 R 15/00, 1974. //// /4/four tztz ffff ВAT /5/five /5/five сьis smiling SISI