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DE1068358B - Electric wobble device, especially for ultrasonic devices ^ - Google Patents

Electric wobble device, especially for ultrasonic devices ^

Info

Publication number
DE1068358B
DE1068358B DENDAT1068358D DE1068358DA DE1068358B DE 1068358 B DE1068358 B DE 1068358B DE NDAT1068358 D DENDAT1068358 D DE NDAT1068358D DE 1068358D A DE1068358D A DE 1068358DA DE 1068358 B DE1068358 B DE 1068358B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coil
disc
disk
core
pieces
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DENDAT1068358D
Other languages
German (de)
Inventor
Genf Roger Legrand (Schweiz)
Original Assignee
Holding Electrosomc S.A., Freiburg (Schweiz)
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.)
Publication date
Publication of DE1068358B publication Critical patent/DE1068358B/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/348Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with frequency characteristics, e.g. single frequency signals, chirp signals

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Pathology (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Description

Es sind zahlreiche Konstruktionen von Frequenzwandlern bekannt, d. h. von Einrichtungen, um die Grund- und Eigenfrequenz eines Schwingungskreises abwechselnd zu ändern. Vor allem auf dem Gebiet der Oltraschalltechnik bedient man sich häufig soleher Sender, deren Frequenz geändert wird, wobei sich die Frequenzwandlung im allgemeinen im Bereich von 20 bis SO Hertz bewegt.There are numerous constructions of frequency converters known, d. H. of facilities to determine the fundamental and natural frequency of an oscillatory circuit to change alternately. Particularly in the field of ultrasonic technology, one often makes use of it Transmitter whose frequency is changed, the frequency conversion generally being in the range moved from 20 to SO Hertz.

Eine verhältnismäßig einfache Bauart zur Frequenzwandlung eines Generators in dem erwähnten Frequenzbereich besteht darin, daß man einen Vibrator mit einem Teil aus magnetischem Werkstoff verwendet, der sich abwechselnd der Spule eines Schwingungskreises des Generators nähert und sich wieder von ihr entfernt. Verwendet man derartige Einrichtungen in Geräten, die zur Dickenmessung oder zur Aufdeckung von Fehlern mit Hilfe von Ultraschall dienen, dann ergeben sich dadurch Nachteile, daß diese Vibratoren im allgemeinen, sei es hinsichtlich der Frequenz, sei es hinsichtlich der Schwingungsamplitude, keine ausreichende Stabilität haben. Dies gilt auch von den bekannten Wechselstromerzeugern, bei denen die erforderliche Änderung der Selbstinduktion des Schwingungskreises durch die Anordnung eines Läufers mit räumlich periodisch verteilter elektrischer Leitfähigkeit im Feld einer Anzahl auf einer Scheibe nahe deren Umfang angeordneter Spulen erzielt wird. Im übrigen kann man bei einer solchen Einrichtung auch nur die Drehzahl des Läufers ändern, so daß die Frequenz der Induktivitätsschwankungen etwa doppelt so groß ist wie die Eigenfrequenz des angeschlossenen Schwingungskreises. Der Schwingungskreis erregt sich dann von selbst, und es wird in ihm der erforderliche Wechselstrom eben mit dieser einen gewünschten Frequenz erzeugt.A relatively simple design for frequency conversion of a generator in the one mentioned Frequency range consists in using a vibrator with a part made of magnetic material, which alternately approaches the coil of an oscillating circuit of the generator and again away from her. If you use such devices in devices that are used for thickness measurement or for Serve detection of errors with the help of ultrasound, then there are disadvantages that these vibrators in general, be it in terms of frequency or in terms of vibration amplitude, do not have sufficient stability. This also applies to the well-known alternating current generators, in which the required change in the self-induction of the oscillation circuit by the arrangement of a rotor with spatially periodically distributed electrical conductivity in the field of a number a disc near the periphery of which is arranged coils. In addition, one can with such a Device also only change the speed of the rotor, so that the frequency of the inductance fluctuations is about twice as large as the natural frequency of the connected oscillating circuit. Of the The oscillating circuit then excites itself, and the required alternating current is generated in it generated with this one desired frequency.

Es ist auch schon eine Induktormaschine mit permanenten Magneten bekanntgeworden, bei der die Kraftlinienänderung in den auf den Magneten befestigten Spulen durch Schlußstücke bewirkt wird, welche in gleichmäßiger Verteilung in eine nicht- +0 magnetische, zwischen den Magnetpolen umlaufende Scheibe eingelassen sind, wobei zur Erzeugung eines magnetischen Nebenschlusses zu den induzierten Spulen eine zweite Reihe von Schlußstücken auf der Scheibe angeordnet sein kann. Die Frequenz der er- zeugten Wechselströme ist also von der Anzahl der Eisenschlußstücke auf der rotierenden Scheibe abhängig. Da diese Anordnung aber keinen Schwingungskreis mit Kondensator und Selbstinduktionsspule mit veränderbarer Induktivität besitzt, kann man die Frequenz während des Betriebes nicht ändern, weil man die Anzahl der Eisenschlußstücke während der Drehung der Scheibe nicht ändern kann.An inductor machine with permanent magnets has also become known, in which the change in the lines of force in the coils attached to the magnets is effected by connecting pieces, which are evenly distributed in a non- +0 magnetic disc rotating between the magnetic poles, whereby for generation a magnetic shunt to the induced coils, a second row of tail pieces can be arranged on the disc. The frequency of ER testified alternating currents depends therefore on the number of iron trailer tracks on the rotating disk. However, since this arrangement does not have a resonant circuit with a capacitor and self-induction coil with variable inductance, the frequency cannot be changed during operation, because the number of iron terminal pieces cannot be changed while the disk is rotating.

Die Erfindung geht von diesem Stand der Technik Elektrische Wobbelvorrichtung,
insbesondere für Ultraschallgeräte
The invention is based on this prior art electrical wobble device,
especially for ultrasound devices

Anmelder:Applicant:

Holding Electrosonic S.A.,
Freiburg (Schweiz)
Holding Electrosonic SA,
Friborg (Switzerland)

Vertreter: Dr.-Ing. F. Mayer, Patentanwalt,
Berlin-Dahlem, Hüttenweg 15
Representative: Dr.-Ing. F. Mayer, patent attorney,
Berlin-Dahlem, Hüttenweg 15

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 13. April 1956
Claimed priority:
Switzerland from April 13, 1956

Roger Legrand, Genf (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden
Roger Legrand, Geneva (Switzerland),
has been named as the inventor

aus und besteht im wesentlichen darin, daß an die Stelle eines Senders mit fest einstellbarer Frequenz eine elektrische Wobbelvorrichtung gesetzt wird, wie sie an sich aus der Nachrichtentechnik bekannt ist. Sie ist gekennzeichnet durch einen Schwingungskreis mit einer Induktionsspule, die auf einen magnetischen Kern aufgebracht ist, und eine an sich bekannte Anordnung aus einer sich drehenden Scheibe mit einzelnen auf dieser angeordneten Stücken aus ferromagnetischem Werkstoff, die so auf der Scheibe verteilt sind, daß sie bei ihrer Drehung nacheinander an dem Kern vorbeilaufen, wobei die Scheibe in an sich bekannter Weise durch Zwischenschaltung eines Reibrades angetrieben ist, die Drehzahl der Scheibe durch Änderung des Abstandes des Reibrades von der Achse der Scheibe regelbar ist und der Abstand der Scheibe von dem Kern geändert werden kann.and consists essentially in the fact that in place of a transmitter with a fixed frequency an electrical wobble device is set, as it is known per se from communications engineering. It is characterized by an oscillating circuit with an induction coil on a magnetic one Core is applied, and a known arrangement of a rotating disk with individual on this arranged pieces of ferromagnetic material, which are so distributed on the disk are that they pass the core one after the other as they rotate, the disk being more known per se Way is driven by the interposition of a friction wheel, the speed of the disc by Change in the distance of the friction wheel from the axis of the disc is adjustable and the distance of the Disc can be changed from the core.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes hat der magnetische Kern die Form eines Topfes, und die magnetischen Stücke haben den gleichen Durchmesser wie dieser Topf.In a preferred embodiment of the subject matter of the invention, the magnetic core has Shape of a pot, and the magnetic pieces have the same diameter as this pot.

In der Zeichnung ist schematisch und beispielhaft eine Ausführungsform der elektrischen Wobbelvorrichtung nach der Erfindung dargestellt.The drawing shows, schematically and by way of example, an embodiment of the electric wobble device shown according to the invention.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht undFig. 1 shows in side view and

Fig. 2 in Draufsicht die neue Vorrichtung.2 shows the new device in plan view.

Auf einer Grundplatte 1 sind Lagerböcke 2 und 3 für eine Welle 4 befestigt, die als drehbares Organ eine Scheibe 5 trägt. Die Scheibe kann mit imwesent-On a base plate 1 bearing blocks 2 and 3 for a shaft 4 are attached, which as a rotatable member a disk 5 carries. The disc can be essentially

909 647/175909 647/175

Claims (2)

lichen konstanter Geschwindigkeit durch einen Elektromotor 6 angetrieben werden, der über ein Reduktionsgetriebe 7 auf ein mit Kautschuk überzogenes Reibrad 8 einwirkt. Der Motor 6 wird mittels einer Schraube 9 und einer am Lagerbock 3 befestigten Schelle 10 gehalten. Er rotiert mit konstanter Drehzahl, wobei man die jeweils erwünschte Drehzahl der Scheibe 5 dadurch einregulieren kann, daß man die Lage des Aggregates 6, 7, 8 ändert und so den Abstand des Reibrades 8 von der Welle 4 variiert. An der Grundplatte 1 sitzt noch ein weiterer Support 11, der eine nicht kreisförmige Bohrung 12 aufweist. Ein mit Gewinde versehener Bolzen 13 entsprechenden Querschnitts kann in der genannten Bohrung verschoben werden und trägt an seinem der Scheibe 5 zugekehrten Ende einen Ansatz 14 aus agglomeriertem Eisen, welcher den magnetischen Kern einer bei 15 angedeuteten Spule bildet. Diese Spule stellt zusammen mit dem Kondensator 16 den Schwingungskreis eines Ultraschallgenerators dar. Eine Schraubenmutter 17 mit gerändeltem Rand, welche auf dem Bolzen 13 in einem Einschnitt des Supportes 11 sitzt, erlaubt die axiale Verstellung des Bolzens 13. Die Scheibe 5 trägt sechs zu dem topf artigen Ansatz 14 passende »Deckel« 18, die aus magnetischem Material bestehen und gewöhnlich auch aus agglomeriertem Eisen zusammengesetzt sind. Wenn sich die Scheibe 5 dreht, laufen die Elemente 18 nacheinander an dem Kern 14 vorbei, so daß die Induktivität der Spule 15 periodisch geändert wird. Hieraus aber ergibt sich eine periodische Änderung der Grundfrequenz des Schwingungskreises des Generators, also eine Wobbelung der Frequenz. Die Periodizität der Wobbelung wird durch die Drehgeschwindigkeit der Scheibe 5 und durch die Zahl der von ihr getragenen Stücke 18 bestimmt. Die Amplitude der Wobbelung, d. h. der Abstand zwischen den Maximal- und Minimalfrequenzen des Schwingungskreises, hängt von der Induktivität der Spule 15 ab und kann dadurch geändert werden, daß man mittels der Schraube 17 den magnetischen Kern 14 näher oder entfernter von den Stücken 18 einstellt. Die beschriebene Vorrichtung ist von sehr einfacher Bauart und weist große Stabilität auf, so daß sie besonders vorteilhaft für tragbare Generatoren verwendet werden kann, die während ihres Gebrauchs mehr oder weniger starken Erschütterungen ausgesetzt sind. Naturgemäß könnte man dieses Maß von Stabilität auch mit anderen konstruktiven Lösungen wie der beispielhaft dargestellten erreichen, sofern man nur ein drehbares Organ, das mit konstanter ίο Geschwindigkeit von einem Motor angetrieben wird, verwendet und darauf mindestens ein Element aus magnetischem Material so anbringt, daß es sich periodisch an einer Spule vorbeibewegt. Die Änderungen der Induktivität der Spule sind stärker, wenn die Spule einen magnetischen Kern aufweist. Im übrigen könnte es für bestimmte ortsbewegliche Geräte zweckvoll sein, den elektrischen Motor durch einen Federmotor zu ersetzen. Patentansprüche:Union constant speed are driven by an electric motor 6, which acts via a reduction gear 7 on a rubber-coated friction wheel 8. The motor 6 is held by means of a screw 9 and a clamp 10 fastened to the bearing block 3. It rotates at a constant speed, whereby the desired speed of the disk 5 can be adjusted by changing the position of the unit 6, 7, 8 and thus varying the distance between the friction wheel 8 and the shaft 4. Another support 11, which has a non-circular bore 12, is seated on the base plate 1. A threaded bolt 13 with a corresponding cross-section can be displaced in the said bore and, at its end facing the disk 5, has an attachment 14 made of agglomerated iron, which forms the magnetic core of a coil indicated at 15. This coil together with the capacitor 16 represents the oscillation circuit of an ultrasonic generator. A screw nut 17 with a knurled edge, which sits on the bolt 13 in an incision in the support 11, allows the axial adjustment of the bolt 13. The disk 5 carries six to the pot like approach 14 matching "cover" 18, which are made of magnetic material and are usually composed of agglomerated iron. As the disc 5 rotates, the elements 18 pass one by one past the core 14 so that the inductance of the coil 15 is changed periodically. However, this results in a periodic change in the fundamental frequency of the oscillating circuit of the generator, that is, a wobble in the frequency. The periodicity of the wobble is determined by the speed of rotation of the disk 5 and by the number of pieces 18 carried by it. The amplitude of the wobble, i.e. H. the distance between the maximum and minimum frequencies of the oscillating circuit depends on the inductance of the coil 15 and can be changed by adjusting the magnetic core 14 closer or further away from the pieces 18 by means of the screw 17. The device described is of a very simple design and has great stability, so that it can be used particularly advantageously for portable generators which are exposed to more or less strong vibrations during use. Naturally, this level of stability could also be achieved with other constructive solutions such as the one shown by way of example, provided that only a rotatable member is used, which is driven by a motor at a constant speed, and at least one element made of magnetic material is attached to it in such a way that it periodically moves past a coil. The changes in inductance of the coil are greater when the coil has a magnetic core. In addition, it could be useful for certain portable devices to replace the electric motor with a spring motor. Patent claims: 1. Elektrische Wobbelvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Schwingungskreis (15, 16) mit einer Induktionsspule (15), die auf einen magnetischen Kern (14) aufgebracht ist, und eine an sich bekannte Anordnung aus einer sich drehenden Scheibe (5) mit einzelnen auf dieser angeordneten Stücken (18) aus ferromagnetischem Werkstoff, die so auf der Scheibe verteilt sind, daß sie bei ihrer Drehung nacheinander an dem Kern (14) vorbeilaufen, wobei die Scheibe in an sich bekannter Weise durch Zwischenschaltung eines Reibrades (8) angetrieben ist, die Drehzahl der Scheibe (5) durch Änderung des Abstandes des Reibrades von der Achse der Scheibe regelbar ist und der Abstand der Scheibe (5) von dem Kern (14) geändert werden kann.1. Electrical wobbling device, characterized by an oscillating circuit (15, 16) with an induction coil (15) which is applied to a magnetic core (14), and a known arrangement consisting of a rotating disc (5) with individual ones arranged on it Pieces (18) made of ferromagnetic material, which are distributed on the disc, that they pass the core (14) one after the other as they rotate, the disk in at is driven in a known manner by the interposition of a friction wheel (8), the speed the disc (5) can be regulated by changing the distance between the friction wheel and the axis of the disc and the distance between the disc (5) and the core (14) can be changed. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kern (14) die Form eines Topfes hat und die magnetischen Stücke (18) den gleichen Durchmesser wie dieser Topf haben.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the magnetic core (14) the Has the shape of a pot and the magnetic pieces (18) have the same diameter as this Have pot. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 633 258, 157 152.
Considered publications:
German patent specifications No. 633 258, 157 152.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings » 909 647/175 10.59»909 647/175 10.59
DENDAT1068358D 1956-04-13 Electric wobble device, especially for ultrasonic devices ^ Pending DE1068358B (en)

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CH834301X 1956-04-13

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GB (1) GB834301A (en)

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US2985856A (en) 1961-05-23
GB834301A (en) 1960-05-04

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