Ультразвуковые колебательные системы

· Обеспечивать необходимую интенсивность излучения или амплитуду колебаний.

· Иметь максимально возможный коэффициент полезного действия.

· Части УЗ колебательной системы, контактирующие с обрабатываемыми веществами должны обладать кавитационной и химической стойкостью.

· Иметь жесткое крепление в корпусе.

· Должна иметь минимальные габариты и вес.

· Должны выполняться требования техники безопасности.

Ультразвуковая колебательная система, показанная на рис. является двух полуволновой колебательной системой . В ней преобразователь имеет резонансный размер, равный половине длины волны УЗ колебаний в материале преобразователя. Для увеличения амплитуды колебаний и согласования преобразователя с обрабатываемой средой используется концентратор, имеющий резонансный размер, соответствующий половине длины волны УЗ колебаний в материале концентратора.

Если показанная на рис. колебательная система выполнена из стали (скорость распространения УЗ колебаний в стали более 5000 м/с ), то ее общий продольный размер соответствует

L = С2p/w Ё 23 см.

Для выполнения требований высокой компактности и малого веса используются полуволновые колебательные системы, состоящие из четвертьволновых преобразователя и концентратора. Такая колебательная систем схематично показана на рис. Обозначения элементов колебательной системы соответствуют обозначениям на предыдущем рис.

В этом случае удается обеспечить минимально возможные продольный размер и массу УЗ колебательной системы, а также уменьшить число механических соединений.

Недостатком такой колебательной системы является соединение преобразователя с концентратором в плоскости наибольших механических напряжений. Однако этот недостаток, как будет показано далее, удается частично устранить путем смещения активного элемента преобразователя от точки максимальных действующих напряжений.