 |
Магнитострикционные преобразователи
|
|
|
|
ЛекцИя №10
По учебной дисциплине
«Современные автоматизированные системы управления движением судов»
Тема: «Бортовые акустические измерители глубин, дистанций и направлений. Часть 2: Гидроакустические преобразователи для излучения и приема акустических волн».
Учебный класс: ЭС-61д, ЭС-62д
время: 5-6 час.
Место: 110 ауд. УК-1, СВМИ
Учебная и воспитательная цель: «Формирование у студентов целостного представления о современных автоматизированных системах управления движением судов»
Учебные вопросы и распределение времени:
Вступление...............................................................................................5 мин.
1. Магнитострикционные преобразователи.....................................40 мин.
2. Пьезоэлектрические преобразователи …………….....................30 мин.
Выводы и ответы на вопросы.................................................................5 мин.
Учебно-материальное обеспечение: проектор, слайды.
Учебная литература:
1. Алексишин В.Г., Козырь Л.А., Короткий Т.Р. Международные и национальные стандарты безопасности мореплавания. - Одесса: Латстар, 2002.-257с.
2. Золотов В.В., Фрейдзон И.Р. Управляющие комплексы сложных корабельных систем.-Л.:Судостроение, 1986.-232с.
3. Вагущенко Л.Л. Интегрированные системы ходового мостика. -Одесса: Латстар, 2003.-170с.
4. Лукянчук А.Г., Михайлюк Ю.П. Работа в системах спутниковой радионавигации. – Севастополь: Изд. СевНТУ, 2007.-190с.
СТРУКТУРА ЛЕКЦИИ И МЕТОДИКА ЕЕ ИЗЛОЖЕНИЯ
Лекция начинается с короткого вступления, в котором доводится тема, ее значение в подготовке специалиста, целевая установка и план. Так же во вступлении доводится рекомендуемая литература и ее краткая характеристика.В основной части лекции при определении очередного вопроса плана, формулируется его связь с обеспечивающими учебными дисциплинами и будущей деятельностью специалиста.
|
|
|
Излучение и прием акустических колебаний в гидролокации производятся акустическими антеннами. Основным элементом акустических антенн являются электроакустические преобразователи (вибраторы), обладающие способностью преобразовать электрическую энергию в механическую и наоборот. При излучении в таком вибраторе под действием переменного электрического или магнитного поля излучающая поверхность приходит в состояние колебаний, которые передаются водной среде. В вибраторе-приемнике принимающая поверхность под воздействием отраженной акустической волны начинает совершать механические колебания, которые преобразуются в электрический сигнал.
В настоящее время для изготовления гидроакустических преобразователей применяют магнитострикционные и пьезоэлектрические материалы.
Магнитострикционные преобразователи
Явление изменения линейных размеров ферромагнитных тел (никеля, кобальта, железа, пермаллоя и др.) при изменении напряженности магнитного поля или изменении магнитного состояния этих тел вследствие деформации под действием механических сил называется магнитострикцией.
Изменение линейных размеров ферромагнитного образца при помещении его в магнитное поле вдоль магнитных силовых линий называется прямым продольным магнитострикционным эффектом. Это явление было описано в 1824 г. английским ученым Джоулем и носит его имя. Характер и степень деформации зависят от материала образца, способа его обработки, предварительного намагничивания и температуры.
Если при увеличении напряженности магнитного поля длина ферромагнитного стержня увеличивается, то эффект называется положительным, если укорачивается — то отрицательным. Наибольшим значением магнитострикции обладает никель, который широко используется в качестве материала для гидроакустических преобразователей.
|
|
|
Знак деформации ферромагнетика не зависит от направления приложенного магнитного поля. Поэтому, если через обмотку, наложенную, например, на никелевый стержень, пропускать переменный ток частотой 
, частота механических колебаний стержня будет в 2 раза больше частоты переменного тока, проходящего по обмотке.
В предварительно намагниченном (поляризованном) никелевом стержне переменное магнитное поле напряженностью 
накладывается на постоянное поле поляризации 
(рис. 1). При этом суммарное магнитное поле напряженностью 
изменяётся только по значению от 
, до 
, оставаясь неизменным по направлению. Поэтому размеры стержня изменяются в соответствии с изменением напряженности магнитного поля. Следовательно, частота механических колебаний стержня равна частоте переменного тока, проходящего по обмотке.
|
|
|
12 |
