 |
Работа № 2. Силовые магнитострикционные преобразователи
|
|
|
|
Цель работы
Ознакомление с устройством и работой ультразвуковых магнитострикционных преобразователей. Измерение и расчет основных силовых параметров ультразвукового комплекса и проведение сравнительного анализа характеристик магнитострикционного и пьезокерамического преобразователей.
Теоретические положения к работе №2
В качестве нагрузки в структурной схеме ультразвукового комплекса в данной лабораторной работе выступает акустический блок – магнитострикционный преобразователь, который схематически показан на рис. 7.
Рис. 7. Схема акустического узла
1 – магнитострикционный преобразователь
2 – электрическая обмотка
3 – концентратор колебаний
4 – наконечник
5 – рабочий инструмент
6 – соединительный фланец
7 – корпус
Преобразователь, рис. 7. выполнен из магнитострикционного материала К49Ф2 – (пермендюр), относящийся к ферромагнитным. Все ферромагнитные материалы подвергаются механической деформации при попадании в магнитное поле. Это явление называется магнитострикцией и не зависит от направления магнитного поля. С колебанием магнитного поля изменяются их линейные размеры. Этот эффект и используется в различных технологиях механической обработки. Магнитострикционный эффект в наибольшей степени проявляется в таких металлах, как кобальт, никель, железо и их сплавах. Преобразователи такого вида обладают относительно большей мощностью и могут быть использованы при сварочных, ремонтных, обрабатывающих и других работах в различных областях промышленности и народного хозяйства.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка представляет собой развернутую схему ультразвукового комплекса, собранную по блок-схеме, изображенной на рис. 2.
|
|
|
а) Элементы комплекса – ультразвуковой генератор, акустический блок с магнитострикционным преобразователем.
б) Элементы контроля – осциллограф, частотомер, вольтметр, амперметр.
в) Вспомогательные элементы – емкость с водой для визуального
наблюдения истечения ультразвуковой энергии при изменении мощности
ультразвукового генератора.
Для подсоединения студентами оборудования и контрольно – измерительных приборов (КИП) на рис. 6* представлена электромонтажная блок – схема с клеммами – выводами от ультразвукового генератора на специальную панель.
Рис. 6*. Электромонтажная блок-схема подключения
оборудования и КИП
Порядок выполнения работы
Порядок выполнения данной работы практически соответствует действиям при выполнении раб. №1.
Под руководством преподавателя разместить структурные элементы комплекса в рабочее положение.
4. Собрать электрическую схему комплекса ультразвуковой обработки, пользуясь электромонтажной блок-схемой, рис. 5*.
а) произвести электрическое подключение акустического блока к УЗГ (ультразвуковому генератору);
б) подключить измерительные приборы (вольтметр и амперметр) во вторичный контур электрической схемы УЗ – установки для измерения рабочих величин напряжения и тока;
в) подсоединить электронный осциллограф к выходным концам пьезокерамического преобразователя для визуального наблюдения синусоидального сигнала;
г) произвести подключение частотомера для контроля частотной характеристики сигнала.
2. Установить акустическую систему в положение, позволяющее рабочему инструменту, находящемуся в водной среде, возбуждать колебательное движение среды для визуального контроля истечения уз-энергии в зависимости от изменения мощности уз-генератора.
3. Включить установку, переведя тумблер сети «Вкл. – Выкл.» в положение «Вкл.».
|
|
|
4. Управляя регулятором мощности ультразвукового генератора снять показания контрольных приборов. Произвести три комплекса измерений, соблюдая требования, указанные в лаб.работе №1.
По указанию преподавателя измерения производятся в плавном или фиксированном режимах, либо в обоих в определённой последовательности.
4.1. Плавная регулировка мощности - устанавливая визир регулятора мощности в следующие положения:
а) 10 делений,
б) 15 делений,
в) 20 делений.
4.2. Ступенчатая регулировка мощности. Переключение диапазонов производится только при выключенном генераторе. Ручка переключателя фиксируется в выбранном диапазоне.
5. Данные измерений занести в таблицу по форме 1.
Форма 1.
| № п/п | Показание вольтметра, В. | Показание амперметра, А. | Показание осциллографа, (характер, форма синусоиды) | Показание частото- мера, кГц | Визуальное наблюдение, (характер разбрыз- гивания водной среды) | Расчетная мощность, Вт. |
| 1. | 1.5 | Соответствует режиму. | 20.45 | |||
| 2. | 2.0 | Соответствует режиму. Увеличе- ние амплитуды | 20.45 | |||
| 3. | 2.6 | Соответствует режиму. Увеличе- ние амплитуды | 20.45 |
Содержание отчета
В отчете указывается название, содержание и цель работы (без описания порядка выполнения). Приводится таблица, а также строится кривая зависимости мощности – Р(W) от величин напряжения – U(V) и тока – I(А) в процессе работы комплекса с магнитострикционным преобразователем. Описываются явления, наблюдаемые в процессе работы установки на разных режимах. Приводится сравнение опытных и расчётных данных, полученных в результате работы акустических систем с различными преобразователями, применяемыми в работах № 1 и № 2.
Лабораторная работа № 5
|
|
|
