подключена параллельно схеме согласования усилителя с рабочей колебательной системой. Обмотки трансформатора TR1 вьшолнены на общем магнитопроводе. Применение вторичной обмотки трансформатора TR1. расположенной на одном магшггопроводе с первичной обмоткой, позволяет за счет изменения величины нагрузочного сопротивления R1 (или выходного сопротивления перестраиваемых электронных схем) изменять индутстивность первичной обмотки трансформатора TR1 Изменение индуктивности первичной обмотки трансформатора TR1 обеспечивает перестройку схемы обратной связи.

Для пояснения работы аппарата предположим, что при подключении рабочей колебательной системы, используемой для осуществления определенного технологического процесса, не обеспечивается режим самовозбуждения УЗ аппарата из-за отсутствия баланса фаз и амплитуд. В предложенном УЗ аппарате фазовые соотношения между напряжением в точке между конденсатором С4, и дросселем L и выходным током усилителя приводят к изменению формы напряжения обратной связи на входе усилителя за счет наличия конечного выходного сопротивления усилителя. В этом случае небаланс фаз и амплитуд приводит к тому, что нагрузка усишггеля может носить индуктивный характер и тогда сигнал обратной связи на входе усилителя начинает опережать по фазе выходной сигнал, или может носхггь емкостной характер и тогда, выходной сигнал опережает сигнал обратной связи.

В обоих случаях изменение сопротивления R1 обеспечивает изменение индуктивности первичной обмотки трансформатора TR1 и перестройку параметров схемы обратной связи. Перестройка обратной связи приводит к изменению фазовых соотношений на входе и выходе усилителя и при определенной величине сопротивления R1 обеспечивается условие самовозбуждения. При этом происходит изменение частоты генеращш до величины, равной частоте механического резонанса рабочей колебательной системы, и УЗ генератор работает в режиме самовозбуждения.

Таким образом, за счет изменения сопротивления R1 частотно зависимая обратная связь обеспечивает перестройку частоты генерации до частоты механического резонанса и в начальный хмомент обеспечивает работу с любой из необходимых рабочих колебательных систем.

При этом на выходе усилителя можно установить определенньи! сдвиг фаз, обеспечив режим самовозбуждения на частоте, близкой к частоте механического резонанса. Поэтому, обеспечив работу. аппарата на частоте, близкой к резонансной, можно снизить интенсивность УЗ

колебаний, возбуждаемых в обрабатьшаемой среде или объекте, т.е. установить оптимальный режим ведения процесса. Такое же изменеше, можно осуществлять в процессе эксплуатации аппарата, оперативно изменяя режимы УЗ воздействия.

При настройке аппарата для работы в режиме самовозбуадения с выбранной рабочей колебательной системой или необходимьвш рабочими инструментами обеспечивается проведение определенного технологического процесса, В ходе проведения этого процесса может происходаггь из.менение параметров колебательной системы (за счст нагревания пьезоэлементов и .материала накладок, изменений условий ввода колебаний и т.п.). В этом случае, изменение частоты механического резонанса рабочей колебательной системы, происходящее в небольших пределах, приводит также к изменению характера нагрузки ( т.е. нафузка. приведенная ко входу генератора, начинает носить индуктивный или емкостной характер) и в небольших пределах к изменению фазовьос соотношений между током и напряжением на выходе усилителя. В обоих случаях для сохранения условий самовозбуждения, т.е. сохранения на выходе усилителя первоначально установленного сдвига фаз, автоматически осуществляется изменение частоты генерации в небольших пределах до велшшны, равной резонансной частоте колебательной системы, и условие самовозбуждения постоянно выполняется.

, Таким образом, рассмотренный УЗ генератор позволяет

осуществлять технологические процессы с помощью раз.шчных рабочих колебательных систем или одной колебательной системы с различными рабочими инсфументами, регулировать выходные парамефы аппарата, в частности интенсивность УЗ колебаний, в ходе настройки и эксплуатации аппарата, а также обеспечивает сохранение условий первоначально установленного режима самовозбуждения в процессе эксплуатации при изменении параметров колебательной системы и условий воздействия УЗ колебаний на объекты, среды и материалы. Принципиальная схема генератора содержит также реле времени, выполненное на элементе DDI и обеспечивающее включение технологического аппарата на время проведения технологического Чюцесса. На транзисторе VT1 вьшолнена схема стабилизации амшштуды колебаний генератора.

Перечисленные достоинства делают рассмотренные генераторы Чигодными для комплектации многофункциональных УЗ аппаратов Мощностью от 40 до 160 Вт..

1. Устройства, позволяющие получать сигнал обратной связи контроля параметров электрической цепи, соединяющей генератор с

колебательной системой

2. Устройства, регистрирующие механические колебания ультразвуковой колебательной системы.

3. Устройства, регистрирующие уль1развутсовые колебания в обрабатываемых средах.

Устройство третьего типа не пригодно для использования в многофункгщонатьных УЗ аппаратах из-за многообразия используемых рабочих объемов и необходимости вьшолнения различных технологических операций.

Устройство второго типа требует применения специальных преобразователей, соединения их с рабочей колебательной системой. Это усложняет конструкции колебательных систем и на хфактике используется крайне редко.

Поэтому, наиболее широкое распространения получили устройства третьего типа, в которых в качестве сигнала обратной связи используется составляюшэя тока ско.мпенсированного преобразователя, соответствующая, хфи определенных словиях, значешпо тока в

игхыиПхко) вели п;-. Зразователя.

J . Для получения сигнала обратной связи цепь со1Л£1Сования генератора и колебательной системы дополнена трансформатором ТЗ. Индуктивность компенсирующего L1, при оптимальной компенсации собственной емкости колебательной системы, обеспечивает равенство тока в первичной обмотке трансформатора ТЗ, току в механической ветви преобразователя.

Основное достоинство генераторов с самовозбуждением -простота конструкции и удобство эксплуатации. Однако, изготовление таких генераторов требует очень точной предварительной балансировки схемы согласования генератора с колебательной системой и схемы вьщеления сигнала обратной связи. Кроме того, генераторы с самовозбуждением, не обеспечивают автоматическое изменение параметров генератора (рабочей частоты) в очень широких пределах, например, при изменении параметров акустической нафузки от газовой среды до твердого тела. Для решения подобных задач используются генераторы с независимым возбуждением , вьшолненные по схемам с автоподстройкой частоты.

4.3,ГЕНЕРАТОРЫ С АВТОПОДСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ

По своему схемному решению генераторы с независимьш возбуждением, вьгаолненные с автоматической подстройкой частоты (рис. 4.5.) близки к генераторам с самовозбуждением.

Предварительный усилитель, вьгходные каскады усилителя мощности и схема согласования генератора с колебательной системой вьшолнены без изменений.

От.личие таких генерат.~(роЕ аключается в наличии задающего генератора, выполненного на элементах D.D. 1 по схеме перестраиваемого мультивибратора. Рабочая частота задающего генератора изменяется за счет внешнего управляющего напряжения.

Упрсшляющее напряжение вырабатывается устройством обратной связи, вьшолненном на трансформаторе ТЗ и элементах VD13, VD14, R11, R12, Сб.

Схема автоматической подстройки частоты обеспечивает контроль параметров а1Стической мощности, отдаваемой в нагрузку и выработку электрического сигнала, пропорционального изменению этой акустической мопщости. Вьфаботанный обратной связью элеюрический сигнал обеспечивает быстрое изменение параметров задающего генератора.

Вьшолненная таи»г образом обратная связь обеспечивает постоянство акустической мощности излучаемой энергии.

Для контроля параметров акустической мопщости, отдаваемой в нагрузку использутотся три вида устройств, формирующих сигнал обратной связи.

Рис.4.5.Прин1Щ1шатьная схема генератора с незавнсимым

возбуяедением и автоподстройкой частоты.

механические колебания

3. Устройства, регистрирующие обрабатываемых средах.

ультразвуковые колення в

Устройство третьего типа не пригодно для использования в многофункциональных УЗ аппаратах из-за многообразия используемых рабочих объемов и необходимости вьтолнения различных технологических операций.

Устройство второго типа требует применения специальных преобразователей, соединения их с рабочей колебательной системой. Это усложняет конструкции колебательных систем и на практике используется крайне редко.

Поэтому, наиболее широкое распространения получили устройства третьего типа, в которьтх в качестве сигнала обратной связи используется составляюхцая тока скомпенсированного преобразователя, соответствутощая, при определенных условиях, значению тока в механической ветви преобразователя.

Для получения сигнала обратной связи цепь согласования генератора-и ко.чебательной системы дополнена трансформатором ТЗ. Ингтсгивность компенсирующего L1, при оптимальной компенсации собственйой емкости колебательной системы, обеспечивает равенство "тока в первичной обмотке трансформатора ТЗ, току в механической ветви преобразователя.

Сетнал обратной связи подается на задающий генератор и обеспечивает его перестройку в соответствии с изменениями параметров колебательной системы и акустических свойств обрабатываемой средьт

Кроме перестройки рабочей частоты задающего генератора сшнал обратной связи используется для стабилизации амшштуды колебательной системы. Для этого сшнал обратной связи подается на предварительный усилитель и изменяет параметры усиления.

Для включения генератора не заданный промежуток времени исвдльзуетсятаймер на э.тементах D.D1.3. иD,D.3 .

Рассмотренный генератор с независимым возбуждением, пголненный по схеме с автоматической подстройкой частоты °оеспечивает отслеживание всех возможных изменений собственной Резонансной частоты колебательной системы и параметров

2. Устройства, регистрирующне ультразвуковой колебательной системы.