Ako skonštruovať magnetostrikčný menič

[menič]

Vedel by mi prosím niekto poradiť ako by sa dal takýto výkonny menič zhotoviť, trebars s použitím nerezovej ocelovej tyčky.
od akých parametrov závisí rezonančná frekvencia takéhoto meniča ( rýchlosť zvuku v oceli cca. 5000 m/s ).
čo rozhoduje o maximalnom vyžiarenom akustickom výkone ( napätie na cievke ... )
Pomohlo by ak by som na výstup 12 voltoveho zvukoveho generátora pripojil feritový transformátor s niekoľko násobným zvýšením napätia, čo by mi umožnilo navinúť na tyčku viacej závitov a preniesť tak viacej elektromagnetickej energie.
Ďakujem.

[breta1]

Myslím si, že to bude chtít vyřešit 2 problémy - s prvním ti musí poradit někdo z oboru mechanických rezonančních kmitů těles, s tím druhým se možná na foru popereme. Něco mi ale říká, že k tomu účelu by se asi lépe hodil feritový materiál, ale rovnou říkám, že vařím z vody..

[mtajovsky]

Pokud se jedná o podélné kmity, počítal bych to jako stojaté vlnění, protože se jedná o vedení zvuku a tudíž o soustavu s rozloženými parametry. Uvažujme o volných, mechanicky nezatížených koncích a upevnění tyčky uprostřed. V tyčce vznikne stojaté vlnění, které bude mít uzel uprostřed a na krajích kmitny. Konce kmitají navzájem v opačném směru. Na délku L tyčky případne 1/2 vlnové délky λ:

L = λ/2
vlnová délka bude:
λ = c/f
a tedy:
f = c/λ = c/2L

Pokud by byl zdroj kmitavé síly umístěn poblíž jednoho upevněného konce, pak by na délku tyčky připadla jen λ/4 a frekvence by bylo poloviční.

[menič]

Nerez volím preto, že nie je problém zohnať akúkoľvek dlžku plus priemer zatial čo ferity nie, kedže sú u ních veľké dlžky zbytočné, navyše neviem akou rýchlosťou sa zvuk šíri vo feritovom materiale a ich mechanická odolnosť tiež nie je valná ( veď je to len lisovaný spekaný prášok - tiež sa mi práve podarilo ulomiť trafo z telky asi výrobna chyba, lom je rovný a hladký )

Taktiež som uvažoval týmto smerom, že dlžka sa bude rovnať jednému kmitu.
Takže, aky by bola rýchlosť zvuku v danom materialy 5000 m/s, tak 1 hertzový kmit ubehne 5 kilometrov za jednu sekundu.
Ak by som generoval 20 000 Hz, tak jeden kmit prebehne za 1 sekundu vzdialenosť cca. 25 centimetrov. Uberám sa správnym smerom.

[meničalovka]

Ako som si znova prečítal tvoj príspevok, asi som sa unáhlil, tak ma napadlo, aby tyčka vydala na konci zvuk, musí byť na konci tyčky maximalna výchylka takže nie konce kmitu, preto si písal o polovici

[stepa]

Ako som si znova prečítal tvoj príspevok, asi som sa unáhlil, tak ma napadlo, aby tyčka vydala na konci zvuk, musí byť na konci tyčky maximalna výchylka takže nie konce kmitu, preto si písal o polovici

Jop...u prostredka uzel, na krajich kmitny, to je jedna pulvlna...takze polovina periody vlnove delky

[mtajovsky]

Pomohlo by ak by som na výstup 12 voltoveho zvukoveho generátora pripojil feritový transformátor s niekoľko násobným zvýšením napätia, čo by mi umožnilo navinúť na tyčku viacej závitov a preniesť tak viacej elektromagnetickej energie.
Ďakujem.

To nebude takové jednoduché. Pokud se nám jedná o maximální přenesený výkon do zátěže, pak by se měla výstupní impedance generátoru rovnat zatěžovací impedanci. V ideálním případě by měly mít obě impedance jen čistě reálnou složku. Co je ovšem zatěžovací impedance v našem případě? Jestliže uvažujeme bezeztrátovou cívku, potom zatěžovací impedance je určena ztrátami ve vnitřním třením v materiálu tyčky, ztrátami vířivými proudy a dále mechanickou impedancí okolního prostředí navázaného mechanicky na konce tyčky.

Vnitřní tření neovlivníte a těžko to spočítat bez odpovídajících parametrů, ztráty vířivými proudy budou, obávám se, dominantní. Navíc převod všech mechanických výkonů na elektrický opět nebude triviální. A nakonec je otázka, jaký výstup z generátoru vlastně budeme mít. Například generátor, zakončený něčím jako nf výkonový stupeň, těžko můžete ztěžovat impedací rovnou jeho vnitřnímu odporu.

Z těchto důvodů bych pro první přiblížení vyšel ze dvou bodů:

- zvolit průměr tyčky a dopočítat potřebný kmitočet tak, aby mechanická zatěžovací impedance nebyla jalová. Nebo naopak. Pro inspiraci bych nastudoval něco kolem akustiky, reprobeden a akustické impedanci prostředí. Tímto bodem by mělo bý zaručeno, že mechanický výkon přes tyčku se jakž-takž přenese do prostředí. Podle kmitočtu pak vypočítat délku tyčky.

- v druhém bodě by se měla navrhnout cívka. Výstup generátoru předpokládám napěťový s nějakou proudovou zatížitelností. Indukčnost cívka by měla být taková, že nebude překročen tento proud. Maximální možný proud potom vytvoří maximální možnou intenzitu mag.pole. Asi bych to nepočítal systémem jako trafo, protože přenos výkonu prostřednictvím magnetostrikce bude mizerný a nebude dominantním faktorem určujícím zatížení generátoru.

To je můj laický první náhled, bude to chtít mnoho laborování, pokud někde nenajdete hotové řešení.