[go: up one dir, main page]

RU2492590C1 - Magnetostrictive converter of high-frequency ultrasonic vibrations - Google Patents

Magnetostrictive converter of high-frequency ultrasonic vibrations Download PDF

Info

Publication number
RU2492590C1
RU2492590C1 RU2011152789/28A RU2011152789A RU2492590C1 RU 2492590 C1 RU2492590 C1 RU 2492590C1 RU 2011152789/28 A RU2011152789/28 A RU 2011152789/28A RU 2011152789 A RU2011152789 A RU 2011152789A RU 2492590 C1 RU2492590 C1 RU 2492590C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic field
ultrasonic vibrations
magnetostrictive
frequency
film
Prior art date
Application number
RU2011152789/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011152789A (en
Inventor
Александр Андреевич Канивец
Валерий Моисеевич Сарнацкий
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ)
Priority to RU2011152789/28A priority Critical patent/RU2492590C1/en
Publication of RU2011152789A publication Critical patent/RU2011152789A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2492590C1 publication Critical patent/RU2492590C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: converter has an acoustic line in form of a cylinder, on one end of which there is a magnetostrictive element in form of a uniform monocrystalline film, the thickness of which is a multiple of the wavelength of ultrasonic vibrations of the acoustic line. The converter has a means of generating a variable component and a constant component of magnetic field, directed along the axis of the acoustic line. On both sides of the magnetostrictive element there are magnets with constant magnetic field strength not greater than the saturation field of material of the analysed uniform monocrystalline film.
EFFECT: high coefficient of conversion of high-frequency ultrasonic vibrations.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области физической и технической акустики твердого тела и может быть применено в таких областях техники, как радиоэлектроника, автоматизация технологических процессов, материаловедение, в приборах неразрушающего контроля для генерирования и детектирования ультразвуковых колебаний, в акустоэлектронике в качестве фильтров и резонаторов.The invention relates to the field of physical and technical acoustics of a solid body and can be applied in such fields of technology as electronics, automation of technological processes, materials science, in non-destructive testing devices for generating and detecting ultrasonic vibrations, in acoustoelectronics as filters and resonators.

Магнитострикционные высокочастотные преобразователи ультразвука являются основным элементом упомянутых выше приборов, и от значений их параметров - таких как величина эффективности преобразования, определяющая коэффициент полезного действия при преобразовании энергии переменного магнитного поля в энергию акустического поля, и рабочая полоса частот зависят важные характеристики приборов неразрушающего контроля - чувствительность к содержанию дефектов в изделии и разрешающая способность. Применение магнитострикционных материалов с повышенной эффективностью преобразования позволяет также существенно улучшить рабочие и энергетические характеристики различных акустоэлектронных устройств, служащих для обработки и временной задержки электромагнитного излучения.Magnetostrictive high-frequency ultrasound transducers are the main element of the above-mentioned devices, and important characteristics of non-destructive testing devices depend on the values of their parameters, such as the conversion efficiency, which determines the efficiency when converting the energy of an alternating magnetic field into the energy of an acoustic field, and the working frequency band to the content of defects in the product and resolution. The use of magnetostrictive materials with increased conversion efficiency can also significantly improve the working and energy characteristics of various acoustoelectronic devices used for processing and time delay of electromagnetic radiation.

Известен магнитострикционный преобразователь [1], содержащий сердечник из поликристаллического магнитострикционного материала и средство создания переменной и постоянной составляющей магнитного поля, выполненное в виде обмоток, окружающих сердечник, по которым протекает переменный и постоянный ток, причем для повышения эффективности преобразования длина сердечника L (м) выбрана согласно соотношениюKnown magnetostrictive transducer [1], containing a core made of polycrystalline magnetostrictive material and means for creating a variable and constant component of the magnetic field, made in the form of windings surrounding the core, through which alternating and direct current flows, and to increase the conversion efficiency of the core length L (m) selected according to the ratio

L=с/2f (1),L = c / 2f (1),

где f - рабочая частота преобразователя (Гц); с - скорость ультразвука (м/с) в магнитострикционном материале. Однако известное устройство имеет недостаточно высокую эффективность преобразования вследствие низкой добротности сердечника, а также ограниченный рабочий диапазон частот ультразвука от сотен герц до десятков килогерц вследствие высоких потерь на токи Фуко и конструктивных факторов, связанных с необходимостью создания сердечника с замкнутым магнитным потоком.where f is the operating frequency of the converter (Hz); C is the ultrasound velocity (m / s) in the magnetostrictive material. However, the known device does not have a high conversion efficiency due to the low quality factor of the core, as well as a limited operating frequency range of ultrasound from hundreds of hertz to tens of kilohertz due to the high losses of Foucault currents and design factors associated with the need to create a core with a closed magnetic flux.

Известен магнитострикционный преобразователь [2], содержащий звукопровод, на рабочую поверхность которого нанесен магнитострикционный элемент, выполненный в виде поликристаллических частиц, размеры которых (d) выбраны в пределах от dl=c:(2/fl) до d2=c:(2/f2), где f1 - наибольшее значение частоты спектра ультразвуковых колебаний; f2 - наименьшее значение частоты спектра ультразвуковых колебаний; с - скорость распространения ультразвуковых колебаний в магнитострикционном материале, а кривая распределения частиц по размеру полностью совпадает по форме с амплитудно-частотной характеристикой преобразователя, и средства создания магнитного поля с переменной и постоянной составляющей магнитного поля, направленных вдоль оси звукопровода. Преимуществом известного устройства является повышенная рабочая полоса частот. Однако известное устройство имеет недостаточно высокую эффективность преобразования вследствие значительного рассеяния ультразвукового пучка на частицах магнитострикционного материала и распределения генерируемой энергии ультразвука в широком диапазоне частот.Known magnetostrictive transducer [2], containing a sound duct, on the working surface of which a magnetostrictive element is applied, made in the form of polycrystalline particles, the sizes of which (d) are selected in the range from dl = c: (2 / fl) to d2 = c: (2 / f2), where f1 is the largest value of the frequency of the spectrum of ultrasonic vibrations; f2 is the smallest value of the frequency of the spectrum of ultrasonic vibrations; c is the propagation velocity of ultrasonic vibrations in the magnetostrictive material, and the particle size distribution curve completely coincides in shape with the amplitude-frequency characteristic of the transducer, and the means of creating a magnetic field with a variable and constant component of the magnetic field directed along the axis of the sound duct. An advantage of the known device is the increased operating frequency band. However, the known device does not have a high conversion efficiency due to the significant scattering of the ultrasonic beam by the particles of the magnetostrictive material and the distribution of the generated ultrasound energy in a wide frequency range.

Известен магнитострикционный преобразователь высокочастотных ультразвуковых колебаний [3], наиболее близкий к заявленному изобретению по решению технической задачи, который содержит звукопровод, на рабочую поверхность которого нанесен магнитострикционный элемент в виде тонкой однородной монокристаллической пленки, и средство создания переменной и постоянной составляющей магнитного поля, направленных соосно вдоль оси звукопровода, причем толщина пленки выбирается согласно соотношениюKnown magnetostrictive transducer of high-frequency ultrasonic vibrations [3], the closest to the claimed invention for solving a technical problem, which contains a sound duct, on the working surface of which is applied a magnetostrictive element in the form of a thin uniform single-crystal film, and a means of creating a variable and constant component of the magnetic field directed coaxially along the axis of the sound duct, and the film thickness is selected according to the ratio

d=c/2f (2),d = c / 2f (2),

где f - рабочая частота преобразователя (Гц), с - скорость ультразвука (м/с) в магнитострикционном материале вдоль выбранного кристаллографического направления, перпендикулярного плоскости пленки, а величина постоянной составляющей поля, направленной вдоль оси звукопровода, выбирается соответствующей максимуму крутизны в зависимости магнитострикции от магнитного поля.where f is the operating frequency of the transducer (Hz), s is the ultrasound velocity (m / s) in the magnetostrictive material along the selected crystallographic direction perpendicular to the film plane, and the value of the constant field component directed along the axis of the sound duct is selected corresponding to the maximum steepness depending on magnetostriction as a function of magnetic field.

Недостатком известного устройства, выбранного в качестве прототипа, является недостаточно высокая эффективность преобразования вследствие рассеяния генерируемого ультразвука на тепловых колебаниях доменов и доменных границ.A disadvantage of the known device, selected as a prototype, is the insufficiently high conversion efficiency due to scattering of the generated ultrasound by thermal vibrations of domains and domain walls.

Заявленное изобретение лишено указанных недостатков.The claimed invention is devoid of these disadvantages.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности преобразования по сравнению с прототипом (не менее чем в 10 раз).The technical result of the invention is to increase the conversion efficiency compared to the prototype (not less than 10 times).

Технический результат изобретения достигается за счет того, что предлагаемое устройство содержит дополнительно магниты для создания постоянной составляющей магнитного поля с вектором напряженности, лежащим в плоскости пленки. Величина напряженности Н постоянной составляющей магнитного поля, направленного касательно плоскости пленки, подбирается равной такому значению, при котором собственная частота колебательной системы доменных границ совпадает с частотой возбуждаемых ультразвуковых колебаний. При этом условии достигается максимальное увеличение эффективности преобразования за счет резонансного участия колебаний доменных границ.The technical result of the invention is achieved due to the fact that the proposed device additionally contains magnets to create a constant component of the magnetic field with a vector of tension lying in the plane of the film. The value of the intensity H of the constant component of the magnetic field directed relative to the plane of the film is chosen to be such a value at which the natural frequency of the oscillatory system of the domain walls coincides with the frequency of the excited ultrasonic vibrations. Under this condition, a maximum increase in conversion efficiency is achieved due to the resonant participation of domain wall vibrations.

Основной задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, магнитострикционный преобразователь высокочастотных ультразвуковых колебаний, является увеличение эффективности преобразования.The main task to be solved by the claimed invention is directed, the magnetostrictive transducer of high-frequency ultrasonic vibrations, is to increase the conversion efficiency.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного изобретения, является повышение эффективности преобразования на заданной частоте, по крайней мере, на порядок превышает эффективность преобразования известных устройств.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to increase the conversion efficiency at a given frequency, at least an order of magnitude higher than the conversion efficiency of known devices.

Указанный технический результат достигается тем, что известное устройство содержит дополнительно средство создания постоянной составляющей магнитного поля с вектором напряженности, лежащим в плоскости пленки перпендикулярно оси звукопровода.The specified technical result is achieved by the fact that the known device further comprises means for creating a constant component of the magnetic field with a tension vector lying in the plane of the film perpendicular to the axis of the sound duct.

Небольшое постоянное магнитное поле (по сравнению с полем насыщения) может приводить в магнитострикционном материале к образованию различных доменных структур, включая полосовые домены, лабиринтную структуру, цилиндрические магнитные домены [4]. При этом вид и геометрические размеры доменов зависят от геометрических размеров и формы магнитострикционного материала и величины и направления приложенного магнитного поля. Для тонких пленок при приложении магнитного поля с вектором напряженности, лежащим в плоскости пленки, характерно образование полосовых доменов, непосредственно наблюдаемых в пленках железо-иттриевого граната [5]. Между полосовыми доменами существуют области - доменные границы, в которых ориентация вектора намагниченности меняется от одной равновесной ориентации к другой. При электромагнитном возбуждении ультразвуковых колебаний постоянное магнитное поле модулируется переменным высокочастотным магнитным полем. При этом на доменные стенки действует переменная сила, приводящая при наличии магнитоупругого взаимодействия к возбуждению акустических колебаний. Колебательная система доменных границ между полосовыми доменами может быть описана на основе модели Деринга [6] дифференциальным уравнениемA small constant magnetic field (as compared to the saturation field) in a magnetostrictive material can lead to the formation of various domain structures, including strip domains, a labyrinth structure, and cylindrical magnetic domains [4]. Moreover, the type and geometric dimensions of the domains depend on the geometric dimensions and shape of the magnetostrictive material and the magnitude and direction of the applied magnetic field. For thin films, upon application of a magnetic field with a vector of tension lying in the plane of the film, the formation of strip domains directly observed in films of yttrium iron garnet is typical [5]. Between the strip domains there are regions — domain boundaries, in which the orientation of the magnetization vector changes from one equilibrium orientation to another. With electromagnetic excitation of ultrasonic vibrations, a constant magnetic field is modulated by an alternating high-frequency magnetic field. In this case, a variable force acts on the domain walls, which leads to the excitation of acoustic vibrations in the presence of magnetoelastic interaction. The vibrational system of domain walls between strip domains can be described on the basis of the Doering model [6] by the differential equation

Figure 00000001
Figure 00000001

где X - смещение доменной границы, m и D - ее эффективная масса и квазиупругий коэффициент, С - коэффициент трения, Н - напряженность постоянного магнитного поля с вектором напряженности, лежащим в плоскости пленки, h0 - амплитуда переменного магнитного поля, М - намагниченность единицы объема.where X is the displacement of the domain wall, m and D are its effective mass and quasi-elastic coefficient, C is the friction coefficient, H is the constant magnetic field strength with the intensity vector lying in the film plane, h 0 is the amplitude of the alternating magnetic field, M is the unit magnetization volume.

Амплитуда вынужденных продольных ультразвуковых колебаний, связанных с колебаниями доменных границ, будет определяться величиной коэффициента магнитоупругой связи Bi - характеристики магнитострикционного материала, значением величины h0; степенью близости частоты переменного поля f к частоте f0 и добротностью системы. Так как величина f0 определяется величиной приложенного постоянного магнитного поля с вектором напряженности, лежащим в плоскости пленки, то можно подобрать значение приложенного магнитного поля такой величины, чтобы частота вынужденных колебаний пленки точно совпадала со значением f0. При этом условии колебания доменных границ будут максимально увеличивать амплитуду вынужденных колебаний пленки и приводить к значительному увеличению эффективности преобразования магнитострикционного преобразователя.The amplitude of forced longitudinal ultrasonic vibrations associated with domain wall vibrations will be determined by the magnitude of the magnetoelastic coupling coefficient Bi — the characteristics of the magnetostrictive material, the value of h 0 ; the degree of proximity of the frequency of the alternating field f to the frequency f 0 and the quality factor of the system. Since the value of f 0 is determined by the value of the applied constant magnetic field with the intensity vector lying in the plane of the film, it is possible to select the value of the applied magnetic field of such a value that the frequency of the forced vibrations of the film exactly coincides with the value of f 0 . Under this condition, the fluctuations of the domain walls will maximize the amplitude of the forced vibrations of the film and lead to a significant increase in the conversion efficiency of the magnetostrictive transducer.

Заявленное изобретение поясняется Фиг.1 и Фиг.2.The claimed invention is illustrated in Fig.1 and Fig.2.

На Фиг.1 представлена схема устройства.Figure 1 presents a diagram of a device.

Устройство содержит звукопровод (1), магнитострикционный элемент (2), средство создания переменной и постоянной составляющей магнитного поля (3), магниты (4) для создания магнитного поля с вектором напряженности, лежащим в плоскости магнитострикционного элемента перпендикулярно оси звукопровода.The device contains a sound pipe (1), a magnetostrictive element (2), a means of creating a variable and constant component of the magnetic field (3), magnets (4) for creating a magnetic field with a tension vector lying in the plane of the magnetostrictive element perpendicular to the axis of the sound pipe.

На Фиг.2 представлена схема устройства (в прямоугольнике, изображенном пунктиром) и связанные с работой устройства внешние средства: разделительный конденсатор (5), генератор переменного напряжения (6), ограничительное сопротивление (7), источник постоянного напряжения (8). Работа заявленного устройства осуществляется следующим образом.Figure 2 presents a diagram of the device (in a dotted box) and external means associated with the operation of the device: an isolation capacitor (5), an alternating voltage generator (6), a limiting resistance (7), a constant voltage source (8). The operation of the claimed device is as follows.

При одновременной подаче на средство создания переменной и постоянной составляющей магнитного поля (3) напряжения через разделительный конденсатор (5) от генератора переменного напряжения (6) и соответственно через ограничительное сопротивление (7) от источника постоянного напряжения (8) к магнитострикционному элементу будут приложены переменная и постоянная составляющая магнитного поля, векторы напряженности которых направлены соосно вдоль оси звукопровода (перпендикулярно плоскости пленки). Вследствие магнитоупругого взаимодействия приложенных полей с вектором намагниченности пленки в пленке возникает ультразвуковая волна, распространяющаяся вдоль оси звукопровода с частотой, равной частоте переменного напряжения. Амплитуда ультразвуковой волны определяется магнитоупругими характеристиками пленки и величинами напряженности приложенных полей. Если в плоскости пленки перпендикулярно оси звукопровода приложить дополнительно постоянное магнитное поле, в пленке возникает полосовая доменная структура, участвующая в формировании вынужденных ультразвуковых колебаний. При этом амплитуда вынужденных колебаний определяется степенью близости частоты переменного напряжения и собственной частоты колебаний доменных границ, достигая максимума при их равенстве.When simultaneously applying voltage to the means of creating a variable and constant component of the magnetic field (3) through an isolation capacitor (5) from an alternating voltage generator (6) and, accordingly, through a limiting resistance (7) from a constant voltage source (8), a variable will be applied to the magnetostrictive element and a constant component of the magnetic field, the intensity vectors of which are directed coaxially along the axis of the sound duct (perpendicular to the plane of the film). Due to the magnetoelastic interaction of the applied fields with the magnetization vector of the film, an ultrasonic wave arises in the film, propagating along the axis of the sound duct with a frequency equal to the frequency of the alternating voltage. The amplitude of the ultrasonic wave is determined by the magnetoelastic characteristics of the film and the strength of the applied fields. If an additional constant magnetic field is applied in the plane of the film perpendicular to the axis of the sound duct, a strip domain structure appears in the film, which participates in the formation of forced ultrasonic vibrations. In this case, the amplitude of the forced oscillations is determined by the degree of closeness of the frequency of the alternating voltage and the natural frequency of oscillations of the domain walls, reaching a maximum when they are equal.

Заявленное изобретение было апробировано в лабораторных условиях Санкт-Петербургского государственного университета; многочисленные результаты апробации показали достижимость указанного технического результата.The claimed invention was tested in laboratory conditions of St. Petersburg State University; Numerous testing results showed the attainability of the specified technical result.

Достигнутый технический результат иллюстрируется таблицей, в которой приведены значения амплитуды ультразвуковых колебаний А (в относительных единицах) при различных значениях напряженности Н постоянной составляющей магнитного поля с вектором напряженности, лежащим в плоскости пленки. Частота ультразвуковых колебаний составляет 40 МГц. Толщина пленки 90 мкм. Магнитострикционный материал пленки - железо-иттриевый гранат.The technical result achieved is illustrated by a table in which the values of the amplitude of ultrasonic vibrations A (in relative units) are given for various values of the intensity H of the constant component of the magnetic field with the intensity vector lying in the film plane. The frequency of ultrasonic vibrations is 40 MHz. Film thickness 90 microns. The magnetostrictive material of the film is yttrium iron garnet.

ТаблицаTable

НN 00 22 4four 66 88 1010 1212 14fourteen 1616 18eighteen 20twenty 2222 2424 2626 2828 АBUT 33 5,55.5 10,610.6 17,717.7 22,822.8 25,925.9 2828 30thirty 27,627.6 25,525.5 22,922.9 17,517.5 10,810.8 5,65,6 3,83.8

Из приведенных в таблице данных следует, что амплитуда ультразвуковых колебаний А возрастает при наложении касательного поля Н, достигает максимума при значении Н равном 14 Э. При этом эффективность преобразования возрастает в 10 раз по сравнению с значением А, измеренным при нулевом значении величины Н.From the data given in the table it follows that the amplitude of the ultrasonic vibrations A increases when the tangent field H is applied, reaches a maximum at a value of H equal to 14 E. Moreover, the conversion efficiency increases by 10 times compared with the value A measured at a zero value of N.

Экспериментально установлено, что максимальное увеличение эффективности преобразования достигается для магнитов, выполненных в форме сегмента, равного четверти диаметра звукопровода, и расположенных на цилиндрической поверхности звукопровода, так как при таких условиях достигается наибольшая степень однородности магнитного поля с вектором напряженности, лежащим в плоскости пленки перпендикулярно оси звукопровода, приводящая к однородной структуре полосовых доменов в плоскости пленки.It has been experimentally established that the maximum increase in conversion efficiency is achieved for magnets made in the form of a segment equal to a quarter of the diameter of the sound duct and located on the cylindrical surface of the sound duct, since under such conditions the greatest degree of uniformity of the magnetic field with a vector of tension lying in the plane of the film perpendicular to the axis sound duct, leading to a homogeneous structure of strip domains in the film plane.

Достоинством заявленного изобретения, таким образом, по сравнению с прототипом и другими аналогами, состоит в более высоком (не менее чем в 10 раз) коэффициенте преобразования высокочастотных ультразвуковых колебаний, что позволяет эффективно использовать его в приборах неразрушающего контроля для генерирования и детектирования ультразвуковых колебаний, в акустоэлектронике в качестве фильтров и резонаторов и других сферах исследований и практического применения.The advantage of the claimed invention, therefore, in comparison with the prototype and other analogues, is a higher (not less than 10 times) conversion coefficient of high-frequency ultrasonic vibrations, which allows its efficient use in non-destructive testing devices for generating and detecting ultrasonic vibrations, in acoustoelectronics as filters and resonators and other fields of research and practical application.

Список использованных источниковList of sources used

1. Ультразвук. Маленькая энциклопедия./ Под ред. И.П.Голяминой. - 1979 г., с.35.1. Ultrasound. Little Encyclopedia./ Ed. I.P. Golyamina. - 1979, p. 35.

2. Патент РФ №2182831, МПК H04R 15/00, 2002, В.М.Сарнацкий.2. RF patent No. 2182831, IPC H04R 15/00, 2002, V. M. Sarnatsky.

3. К.П.Белов. Магнитострикционные явления и их технические приложения. - М.: Наука, 1987 г. (прототип).3. K.P. Belov. Magnetostrictive phenomena and their technical applications. - M.: Science, 1987 (prototype).

4. В.Г.Барьяхтар, Б.А.Иванов - В мире магнитных доменов. 1986, Наукова думка, Киев.4. V.G. Baryakhtar, B. A. Ivanov - In the world of magnetic domains. 1986, Naukova Dumka, Kiev.

5. Вашковский А.В., Локк Э.Г., Щеглов В.И. Доменная структура и фазовые переходы пленок железо-иттриевого граната. // Физика твердого тела. 1999. Т.41. B.11. С.2034-2041.5. Vashkovsky A.V., Lock E.G., Scheglov V.I. Domain structure and phase transitions of yttrium iron garnet films. // Solid state physics. 1999. T.41. B.11. S.2034-2041.

6. А.Г.Гуревич. Ферромагнитный резонанс в ферромагнетиках и антиферромагнетиках, 1976.6. A.G. Gurevich. Ferromagnetic resonance in ferromagnets and antiferromagnets, 1976.

Claims (2)

1. Магнитострикционный преобразователь высокочастотных ультразвуковых колебаний, содержащий звукопровод, выполненный в форме цилиндра, на один из торцов которого нанесен магнитострикционный элемент в виде однородной монокристаллической пленки, толщина которой кратна длине волны ультразвуковых колебаний звукопровода, и средство создания переменной и постоянной составляющей магнитного поля, которые имеют направление вдоль оси звукопровода, отличающийся тем, что по обе стороны магнитострикционного элемента установлены магниты с напряженностью постоянного магнитного поля не более поля насыщения материала исследуемой однородной монокристаллической пленки и вектором напряженности, лежащим в ее плоскости перпендикулярно оси звукопровода.1. Magnetostrictive transducer of high-frequency ultrasonic vibrations, containing a sound pipe made in the form of a cylinder, on one of the ends of which a magnetostrictive element is applied in the form of a uniform single-crystal film, the thickness of which is a multiple of the wavelength of ultrasonic vibrations of the sound pipe, and a means for creating a variable and constant component of the magnetic field, which have a direction along the axis of the sound duct, characterized in that on both sides of the magnetostrictive element magnets with yazhennostyu DC magnetic field is not more than the saturation field of the material examined and the homogeneous single-crystal film tension vector lying in the plane perpendicular to the axis of the acoustic conductor. 2. Магнитострикционный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что установленные по обе стороны магнитострикционного элемента магниты выполнены идентичными цилиндрической поверхности звукопровода в форме сегмента, равного четверти диаметра звукопровода. 2. The magnetostrictive converter according to claim 1, characterized in that the magnets mounted on both sides of the magnetostrictive element are identical to the cylindrical surface of the sound duct in the form of a segment equal to a quarter of the diameter of the sound duct.
RU2011152789/28A 2011-12-26 2011-12-26 Magnetostrictive converter of high-frequency ultrasonic vibrations RU2492590C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011152789/28A RU2492590C1 (en) 2011-12-26 2011-12-26 Magnetostrictive converter of high-frequency ultrasonic vibrations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011152789/28A RU2492590C1 (en) 2011-12-26 2011-12-26 Magnetostrictive converter of high-frequency ultrasonic vibrations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011152789A RU2011152789A (en) 2013-07-10
RU2492590C1 true RU2492590C1 (en) 2013-09-10

Family

ID=48787173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011152789/28A RU2492590C1 (en) 2011-12-26 2011-12-26 Magnetostrictive converter of high-frequency ultrasonic vibrations

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2492590C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2181231C2 (en) * 1997-09-30 2002-04-10 Санкт-Петербургский государственный университет Magnetostrictive transducer
RU2284215C1 (en) * 2005-02-16 2006-09-27 Закрытое акционерное общество "РЭЛТЕК" Ring-type magnetostrictive transducer
WO2011002139A1 (en) * 2009-07-03 2011-01-06 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yeungnam University Contact sh-guided-wave magnetostrictive transducer
KR20110002200A (en) * 2009-07-01 2011-01-07 한국표준과학연구원 Magnetostrictive transducer module for induction ultrasonic conversion

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2181231C2 (en) * 1997-09-30 2002-04-10 Санкт-Петербургский государственный университет Magnetostrictive transducer
RU2284215C1 (en) * 2005-02-16 2006-09-27 Закрытое акционерное общество "РЭЛТЕК" Ring-type magnetostrictive transducer
KR20110002200A (en) * 2009-07-01 2011-01-07 한국표준과학연구원 Magnetostrictive transducer module for induction ultrasonic conversion
WO2011002139A1 (en) * 2009-07-03 2011-01-06 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yeungnam University Contact sh-guided-wave magnetostrictive transducer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011152789A (en) 2013-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Uchida et al. Acoustic spin pumping: Direct generation of spin currents from sound waves in Pt/Y3Fe5O12 hybrid structures
Polzikova et al. Electroacoustic excitation of spin waves and their detection due to the inverse spin Hall effect
CN106540872A (en) A kind of coil autoexcitation electromagnetic acoustic Lamb wave transducer
US3460063A (en) Ultrasonic transducer
US1882394A (en) Magnetostrictive vibrator
Zheng et al. A Lamb wave magnetoelectric antenna design for implantable devices
RU2492590C1 (en) Magnetostrictive converter of high-frequency ultrasonic vibrations
Carvalho et al. Piezoelectric voltage coupled reentrant cavity resonator
Miura Aerial intense ultrasonic source integrating the horn and vibrating plate
Brysev et al. Magneto-acoustic ceramics for parametric sound wave phase conjugators
CN106824736A (en) A kind of electromagnetic acoustic Lamb wave transducer based on magnetostriction mechanism
US4033795A (en) Method for inducing uniaxial magnetic anisotropy in an amorphous ferromagnetic alloy
Skorokhodov et al. A magnetic resonance force microscope based on the solver-HV probe complex
Fujieda et al. Magnetostrictive property and magnetic domain structure of Fe-Ga alloy single crystal under tensile strain
Plesnetsov et al. Simulation of Electromagnetic Conversion Process Under Torsion Waves Excitation. Part 2
JP2019029502A (en) Magnetostrictive material for vibration power generation
JPH0257267B2 (en)
Smith et al. Maxwell stress excitation of wire vibrations at difference and sum frequencies of electric currents in separate circuits
Kaczkowski Piezomagnetic parameters of the magnetostrictive materials
Bradfield Ultrasonic transducers: 1. Introduction to ultrasonic transducers Part A
Pleshev et al. Dynamics of the Magnetic and Elastic Subsystems of a Yttrium–Iron Garnet Film when Detecting the Magnetic Field in the Mode of Amplitude Modulation
Ippet-Letembet et al. Modeling of Multiferroic Antennas in the Akhiezer Regime: Effects of Acoustic Resonator Excitation and Topology on Radiation
Sarnatskii et al. Electromagnetic excitation of ultrasonic oscillations by yttrium iron garnet films on gallium gadolinium garnet substrates
CN118284313B (en) Device and method for adjusting antiferromagnetic frequency comb based on strain
RU2181231C2 (en) Magnetostrictive transducer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171227