отчет по ЛР_ОБЩ (8шт)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Национальный минерально-сырьевой университет "Горный"

КАФЕДРА ПРИБОРОВ КОНТРОЛЯ И СИСТЕМ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСТНОТИ

ОТЧЕТ ПО КУРСОВЫМ РАБОТАМ

по дисциплине:

«КОНТРОЛЬНО ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ».

тема:

Силовые преобразователи.

Студент: V курса.

Специальность: 200101.65.

Шифр:________________

Выполнил: __________________________

Руководитель: _______________________

2014г.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Лабораторная работа №1

2 Лабораторная работа №2

3 Сравнительный анализ опытных и расчетных данных, полученных в лабораторных №1 и №2.

РАБОТА №1.

СИЛОВЫЕ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Цель работы

Ознакомление с устройством и работой ультразвуковых пьезокерамических преобразователей. Определение силовых параметров ультразвуковой установки в процессе работы.

Содержание работы и описание установки

В качестве нагрузки в структурной схеме ультразвукового комплекса в данной работе выступает акустический блок – пьезокерамический преобразователь, который схематически показан на рис. 1.

Рис. 1. Схема акустического узла

1 – пьезокерамический преобразователь

2 – электропитание

3 – концентратор колебаний

4 – наконечник

5 – корпус

6 – нулевой фланец

Преобразователь, рис. 1. выполнен из пьезокерамического материала ЦТС24. При внесении пьезокерамического преобразователя в электрическое поле он деформируется в результате обратного пьезоэлектрического эффекта. Если воздействующее электрическое поле переменно, то преобразователь приобретет вынужденные механические колебания. Амплитуда этих колебаний достигнет максимума тогда, когда частота электрического поля возбуждения будет соответствовать частоте его механического резонанса.

Лабораторная установка представляет собой развернутую схему ультразвукового комплекса, собранную по блок-схеме, изображенной на рис. 2.

а) Элементы комплекса – ультразвуковой генератор, акустический блок, состоящий из собственно, пьезокерамического преобразователя, различной конфигурации волновода и, непосредственно, рабочего инструмента - наконечника.

б) Элементы контроля – осциллограф, частотомер, вольтметр, амперметр, инструменты для измерения линейных размеров.

в) Вспомогательные элементы – емкость с водой для визуального

наблюдения истечения ультразвуковой энергии при изменении мощности

ультразвукового генератора.

Для удобства подсоединения студентами оборудования и контрольно – измерительных приборов (КИП), на рис. 2. представлена электромонтажная блок – схема с клеммами – выводами.

Рис. 2. Электромонтажная блок-схема подключения

оборудования и КИП

Данные измерений, полученных в процессе проведения лабораторной работы и результаты вычислений необходимых параметров занесем в таблицу 1.

Расчетная мощность находится по формуле:

P(W)=U*I

Таблица 1.

№ п/п	Показание вольтметра, В.	Показание амперметра, А.	Показание осциллографа, (характер, форма синусоиды)	Показание частото- мера, кГц	Визуальное наблюдение, (характер разбры- згивания водной среды)	Расчетная мощность, Вт.
1	225	0,7		22,2	среднее	157,5
2.	225	0,5		22,2	меньшее	112,5
3.	225	0,9		22,2	наибольшее	202,5

Построим кривую зависимости мощности P(W) от силы тока I(A).

График зависимости мощности от силы тока.

В процессе работы установки на разных режимах мы наблюдаем явление разбрызгивания воды, под воздействием различной силы тока и разбрызгивание различной интенсивности. Чем больше значение силы тока тем интенсивность выше.

РАБОТА № 2.

СИЛОВЫЕ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Цель работы

Ознакомление с устройством и работой ультразвуковых магнитострикционных преобразователей. Измерение и расчет основных силовых параметров ультразвукового комплекса и проведение сравнительного анализа характеристик магнитострикционного и пьезокерамического преобразователей.

Содержание работы и описание установки

В качестве нагрузки в структурной схеме ультразвукового комплекса в данной лабораторной работе выступает акустический блок – магнитострикционный преобразователь (См Рис.1.).

Преобразователь выполнен из магнитострикционного материала К49Ф2 – (пермендюр), относящийся к ферромагнитным. Все ферромагнитные материалы подвергаются механической деформации при попадании в магнитное поле. Это явление называется магнитострикцией и не зависит от направления магнитного поля. С колебанием магнитного поля изменяются их линейные размеры. Этот эффект и используется в различных технологиях механической обработки. Магнитострикционный эффект в наибольшей степени проявляется в таких металлах, как кобальт, никель, железо и их сплавах. Преобразователи такого вида обладают относительно большей мощностью и могут быть использованы при сварочных, ремонтных, обрабатывающих и других работах в различных областях промышленности и народного хозяйства.

Данные измерений, полученных в процессе проведения лабораторной работы и результаты вычислений необходимых параметров занесем в таблицу 2. Построим кривую зависимости мощности P(W) от напряжения U(V).

Расчетная мощность находится по формуле:

P(W)=U*I

Таблица 2.

№ п/п	Показание вольтметра, В.	Показание амперметра, А.	Показание осциллографа, (характер, форма синусоиды)	Показание частото- мера, кГц	Визуальное наблюдение, (характер разбрыз- гивания водной среды)	Расчетная мощность, Вт.
1.	275	1.5	Соответствует режиму.	20.45	меньшее	412,5
2.	267	2.0	Соответствует режиму. Увеличе- ние амплитуды	20.45	среднее	534
3.	264	2.6	Соответствует режиму. Увеличе- ние амплитуды	20.45	наибольшее	660,4

График зависимости мощности от напряжения.

В процессе работы установки на разных режимах мы наблюдаем явление разбрызгивания воды, при различном значении напряжения и разбрызгивание различной интенсивности. Чем больше значение напряжения тем интенсивность выше.

Сравнительный анализ опытных и расчетных данных, полученных в лабораторных №1 и №2.

При сравнении опытных и расчетных данных, полученных в результате работы акустических систем с различными преобразователями можно сделать вывод:

магнитострикционные преобразователи обладают относительно большей мощностью по сравнению с пьезокерамическим.