Ультразвуковой датчик перемещения

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений объектов и расстояния до них. Целью изобретения является повышение чувствительности датчика. Цель достигается тем, что в датчике используются магнитострикционные преобразователи, каждый из которых состоит из звукопровода, магнита и обмотки, каждая из обмоток вьтолнена из нескольких секций, ветки соседних секций включены встречно, профиль обмоток выполнен по синусоидальному закону, а длина звукопровода равна Л/2, где Л - длина волны ультразвуковых колебаний в среде. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 G 01 В 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4109348/25-28 (22) 10,06.86 (46) 30.04.88. Бюл. - 16 (72) В.Д. Еськин (53) 534.232(088.8) (56) Агейкин Д;.И., Костина Е.Н., Кузнецова Н.H. Датчики контроля и регулирования. M.: Машиностроение, 1965, с. 248.

Авторское свидетельство СССР

В 1252667, кл. G 01 В 17/00, 1986. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений объектов и расстояния до них. Целью изобретения является повышение чувствительности датчика. Цель достигается тем, что в датчике используются магнитострикционные преобразователи, каждый из которых состоит из звукопровода, магнита и обмотки, каждая из обмоток выполнена из нескольких секций, ветки соседних секций включены встречно, профиль обмоток выполнен по синусоидальному закону, а длина звукопровода равна h/2, где Л длина волны ультразвуковых колебаний в среде. 2 ил.

1392361

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений объектов и расстояния до них.

Цель изобретения — повьппение чувствительности ультразвукового дат" чика перемещения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема ультразвукового датчика 1Î ,перемещения на фиг. 2 — излучатель или приемник, имеющие одинаковую структуру.

Ультразвуковой датчик перемещения

,состоит из генератора 1 и соединенно- 15

ro с ним излучателя 2, приемника 3 и соединенного с ннм измерителя 4.

Излучатель 2 (приемник 3) состоит иэ звукопровода 5, выполненного из никелевой проволоки, на котором рас- 20 положена обмотка 6, состоящая из не скольких секций. Витки соседних секций включены встречно, а профиль обмотки 6 выполнен по синусоидальному закону. На концах взукопровода 5 по- 25 мещены демпферы,7. Кроме того, один из концов эвукопровода 5 жестко закреплен в корпусе 8 датчика. Работа в линейной части выходной характеристики обеспечивается постоянным 311 магнитом 9.

Ультразвуковой датчик перемещения работает следующим образом.

Генератор I формирует зондирующий сигнал, который преобразуется излучателем 2 в ультразвуковую волну. Волна отражается от объекта и попадает на приемник 3, к выходу которого подключен измеритель 4, осуществляющий измерение того параметра отра- 40 женного сигнала, в котором заложена информация о расстоянии до объекта.

Для получения максимальной чувствительности датчика длина звукопровода 5 должна удовлетворять условию

1=а/г, где — длина волны ультразвуковых колебаний в среде.

При этом распределение электрического поля m(x) излучателя 2 или приемника 3 должно определяться выражением ш(х) чп. sing, X, где m, — количество секций обмотки при оптимальной длине звукопровода, равной 1 =Я/2;

1о- коэффициент распространения;

О хах„; х — электрическая длина излучателя (приемника).

Такое распределение электрического поля обеспечивается выполнением профиля обмоток 6 по синусодиальному закону и встречному включению соседних секций обмоток.

Таким образом, неравномерное распределение электрического поля вдоль звукопровода обеспечивает сужение диаграммы направленности излучателя (приемника), что значительно повьппает чувствительность предчагаемого датчика по сравнению с известными.

Формула изобретения

Ультразвуковой датчик перемещения, содержащий корпус, генератор, соединенньпЪ с ним излучающий магнитострикционный преобразователь, приемный магнитострикционный преобразователь и соединенный с ним измеритель, а каждый из преобразователей состоит из эвукопровода с установленными на

его концах демпферами, магнита и обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, каждая из обмоток выполнена из нескольких секций, витки соседних .секций включены встречно, профиль обмоток выполнен по синусоидальному закону, длина звукопровода равна половине длины волны ультразвуковых колебаний, а один иэ концов звукопровода закреплен в корпусе датчика.

1392361

Фиг. 2

Составитель В. Кольцов

Редактор А. Ревин Техред М.Дидык Корректор М. Шароши

Заказ 1881/43 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4