Простые опыты с ультразвуком - Майер В.В.
Скачать (прямая ссылка):
между ними в пределах 30-80 мм. В качестве вибратора излучателя можно
использовать ферритовый стержень толщиной 3 мм и площадью от 20X50 до 20
X ЮО мм2. Имеющиеся в продаже фер-ритовые стержни, как правило, слегка
изогнуты. Для увеличения интенсивности ультразвуковых колебаний стержень
можно отшлифовать так, чтобы он стал плоскопараллельным. Подмагничивание
вибратора осуществляется 2-4 кольцевыми керамическими магнитами диаметром
35 мм и толщиной 7 мм. Общий вид
2om60/f
Рис. 35. Чертеж каркасов для секций обмотки возбуждения.
63
излучателя вместе с кюветой на его вибраторе изо* бражен на рис. 36.
Для получения ультразвука частотой порядка 3 МГц в описанном выше
излучателе следует возбуждать ферритовый вибратор толщиной 3 мм на
третьей гармонике. Для этого необходимо перемотать обмотку возбуждения:
она должна состоять из двух секций по 8-10 витков провода ПЭЛ 0,6-0,8 в
каждой. Подмагничивание вибратора осуществляется двумя керамическими
магнитами диаметром 35 мм и
¦рис. 36. Внешний вид симметричного магнитострикционного излучателя на
частоту 1 МГц.
На вибраторе излучателя расположена склеенная из оргстекла кювета
с жидкостью.
толщиной 7 мм. При расстоянии между секциями обмотки возбуждения 30-80 мм
площадь вибратора может быть любой в пределах от 20 X 50 до 20 X ЮО мм2.
В этом же излучателе при возбуждении на основной собственной частоте
может быть использован ферритовый вибратор толщиной 1 мм и площадью 20 X
50 мм2. Должна быть изменена только величина подмагничнвающего вибратор
поля: в излучателе нужно использовать два магнита диаметром 15 мм и
толщиной 5 мм.
Возбуждение колебаний ферритового вибратора на гармониках выше третьей
нецелесообразно: вибратор начинает сильно греться, в силу чего
64
излучатель работает не стабильно (наблюдается "уход" резонансной частоты
и возникает необходимость постоянной подстройки генератора). Поэтому для
получения ультразвука частотой выше 3 МГц следует использовать вибраторы
толщиной меньше 3 мм.
На рис. 37 показан излучатель на частоту 5 МГц, предназначенный для
введения в жидкость ультразвуковой волны через дно кюветы. Вибратором
излучателя является ферритовая пластинка толщиной 0,6 мм и площадью 20 X
50 мм2. Обмотка возбуждения содержит две секции по 5 витков провода ПЭЛ
Рис. 37. Внешний вид магнитострикционного излучателя для получения
ультразвука частотой 5 МГц.
0,5-0,7 в каждой. Конструкция каркасов для секций обмотки возбуждения
остается прежней, слегка изменяются только их размеры. Расстояние между
секциями составляет 30-40 мм. Подмагничивание вибратора осуществляется
двумя керамическими магнитами диаметром 15 мм и толщиной 5 мм.
Магнитострикционный излучатель для получения ультразвука частотой около 8
МГц изображен на рис. 38. Каркас излучателя можно изготовить из оргстекла
или винипласта. Излучатель предназачен для введения внутрь кюветы с
жидкостью. Обмотка возбуждения излучателя содержит две секции по 3-4
витка провода ПЭЛ 0,5-0,6 в каждой. Вибратор толщиной 0,4 мм и площадью
15X20 мм2 поляризован двумя магнитами диаметром 10 мм и толщиной 5 мм.
3 В. В. Майер
65
Магнитострикционный излучатель для получения ультразвука частотой 12-15
МГц конструктивно не отличается от предыдущего. Обмотка возбуждения его
должна содержать две секции по 2,5-3,5 витка
j'tome02 р*-Минин изгиба-
ла
?
30
33
д
44
55
aJ
и;-)
п
Рис. 38. Магнитострикционный излучатель для получения ультразвука
частотой 8 МГц. а-чертеж каркаса излучателя; 6-внешний вид излучателя.
провода ПЭЛ 0,5-0,6 в каждой. Подмагничивающие вибратор два магнита
диаметром 10 мм и толщиной
5 мм при согласном их расположении не должны касаться торцов
вибратора; удобно между магнитами и вибратором установить резиновые
прокладки толщиной 4-7 мм. В качестве вибратора может быть
66
использована ферритовая пластинка толщиной 0,2--0,25 мм и площадью 15 X
20 мм2. Изготовить плоскопараллельную пластинку такой толщины с
достаточно высокой точностью труднее, чем вибраторы ранее описанных
излучателей. Нам кажется, что лучше отшлифовать слегка клиновидную
пластинку. Интенсивность ультразвука, обеспечиваемого таким вибратором,
естественно, снижается, зато появляется возможность поставить несколько
интересных опытов.
В высокочастотных магнитострикционных излучателях ультразвука в качестве
вибраторов используются радиотехнические ферритовые стержни, которые по
прямому назначению применяются как сердечники магнитных антенн карманных
радиоприемников. Можно высказать надежду, что если были бы разработаны
специальные ферритовые вибраторы, то построенные на их основе
магнитострикционные излучатели частотой несколько мегагерц вполне могли
бы конкурировать с пьезоэлектрическими излучателями. Как знать, может
быть и вам предстоит внести свой вклад в это важное и интересное дело! Во
всяком случае, несомненно одно: высокочастотные магнитострикционные
излучатели таят в себе еще много нераскрытых возможностей.
