Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница
О системе
Технические требования
Синтез
Обучающий модуль
Справка по системе
Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов
Ультразвуковые волноводные линии задержки
Устройства для задержки электрических сигналов, основанные на волноводном распространении звука

Анимация

Описание

Общие положения, касающиеся принципов действия акустических линий задержки электрических сигналов, изложены в описании 203127 "Ультразвуковые линии задержки на объемных волнах".

В волноводных УЛЗ акустическая энергия локализуется по всему сечению звукопровода, размеры которого соизмеримы с длиной распространяющихся в нем упругих волн (в отличие от УЛЗ на объемных волнах, в которых размеры звукопровода существенно превышают длину упругих волн - см. описание “Ультразвуковые линии задержки на объемных волнах”).

Волноводные УЛЗ в зависимости от формы звукопровода делятся на ленточные, в которых используются сдвиговые волны, и проволочные, работающие на продольных волнах. Ленточные звукопроводы изготавливают из в основном из алюминиевых сплавов. Преобразователями служат пьезопластинки из кристаллического кварца или пьезокерамики, закрепляемые на концах лент-звукопроводов. Проволочные волноводные УЛЗ изготавливаются из сплавов на основе никеля и термостабильных сплавов. Преобразователи цилиндрической формы с соответствующей поляризацией могут быть как пьезокерамическими, так и магнитострикционными. Схема магнитострикционной проволочной УЛЗ на продольных волнах показана на рис. 1.

 

Схема устройства магнитострикционной линии задержки

 

 

Рис. 1

 

Обозначения:

1 - входной преобразователь;

2 - выходной преобразователь;

3 - дополнительный преобразователь;

4 - постоянные магниты.

 

Верхнее значение рабочей частоты волноводных проволочных УЛЗ обычно не превосходит 4 - 5МГц, ленточных - 10 - 20 МГц. Оно ограничено технологическими условиями: толщиной ленточных и диаметром проволочных звукопроводов, а также размерами использвуемых преобразователей, которые должны быть существенно меньше длины волны (0,6 - 1,0мм при f0 = 5МГц). Основное преимущество волноводных УЛЗ - возможность получения задержки до 100мс ( для сравнения: лучшие УЛЗ на объемных волнах обеспечивают задержку до 4мс, УЛЗ на поверхностных акустических волнах - до 2мс).

 

Ключевые слова

 

Области техники и экономики

 

Используемые естественнонаучные эффекты

Участок среды, ограниченный в одном или двух направлениях и служащий для передачи акустических волн (Волновод акустический)

 

Разделы естественных наук используемых естественнонаучных эффектов

1Акустика
1Механические колебания и волны

 

Применение эффекта

Калибрационные волноводные УЛЗ, включаемые на отражение, дают на выходе последовательность равноотстоящих друг от друга задержанных сигналов при подаче на вход одиночного импульса. Применяют для контроля параметров радиолокационной аппаратуры. Многоотводные УЛЗ имеют несколько выходов при одном общем входе Используются в качестве согласованных фильтров. Переменные УЛЗ с плавно меняющейся задержкой применяют в измерительной аппаратуре. Дисперсионные УЛЗ, у которых время задержки зависит от частоты входят в состав устройств формирования и сжатия сигналов с частотной модуляцией.

Реализации эффекта

Механическое перемещение пары электродов

Техническая реализация достигается путем включения стендартной линии задержки в цепь импульсного сигнала, и осциллографического измерения полученного времени задержки импульса от входа до выхода линии задержки.

При этом следует учитывать особенности конкретно выбранного типа линии задержки. Например, в спиральных УЛЗ на ПАВ (рис. 3а) звукопровод (из ниобата лития) имеет две скругленные торцевые поверхности, поэтому траектория УЗ-вого пучка имеет вид спирали.

 

Схемы спиральной линии задержки

 

 

Рис. 2а

 

Задержка таких УЛЗ достигает 2000мкс на частотах 50 - 60 МГц. В дисковых УЛЗ (рис. 3б) увеличение акустического пути достигается многократной циркуляцией пучка вокруг замкнутой поверхности тонкого диска из монокристалла пьезоэлектрика.

 

Схемы  дисковой линии задержки

 

 

Рис. 2б

 

Переменная УЛЗ на ПАВ (рис.  4) реализуется механическим перемещением пары электродов 1 вдоль рабочей поверхности звукопровода 2. Задержка - от 1 до 20мкс, частоты - 10 - 30 МГц.

 

Переменная УЗЛ на ПАВ с перемещающейся парой электродов

 

 

Рис. 3

Литература

1. Ультразвук / Под ред. И.П. Голяминой.- М.: Советская Энциклопедия, 1979.- С.400.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина