H
x
пов
3
(
t
) =
b
Z
a
H
x
пов
2
(
t
) =
=
i
x
(
t
)
W
2
π
½
b
·
arctg
µ
x
+
l/
2
b
¶
−
arctg
µ
x
−
l/
2
b
¶¸
−
−
a
·
arctg
µ
x
+
l/
2
a
¶
−
arctg
µ
x
−
l/
2
a
¶¸
+
+
(
x
+
l/
2)
2
ln
·
b
2
+
xl
+ (
x
2
+
l
2
/
4)
a
2
+
xl
+ (
x
2
+
l
2
/
4)
¸
+
+
(
x
+
l/
2)
2
ln
·
a
2
−
xl
+ (
x
2
+
l
2
/
4)
b
2
−
xl
+ (
x
2
+
l
2
/
4)
¸¾
,
(6)
здесь
W
1
, W
2
—
число витков рядовой обмотки
;
l
—
собственная длина
обмотки СМП
,
b
—
расстояние от поверхности МЧЭ до верхнего слоя
обмотки СМП
.
Экспоненциальный закон распределения поля
(4)–(6)
в отсутстви
e
экранирующих оболочек и торцевого подмагничивания постоянным
магнитным полем
H
0
порождает краевой эффект
,
выражаемый через
коэффициент
K
к
.
э
,
который изменяет диаграмму направленности поля
и сужает зону эффективного магнитострикционного преобразования
:
l
n
=
K
к
.
э
l
=
l
exp
" µ
V
b
τ
u
2
πl
¶
2
r
a
a
+
l
#
,
(
7
)
где
V
b
—
фазовая скорость УЗВ в среде МЧЭ
;
τ
u
—
длительность токо
-
вого видеоимпульса
.
Повысить эффективность преобразования
(7)
в результате умень
-
шения нелинейности второго порядка позволяет метод пассивного сме
-
щения рабочей точки СМП при использовании кольцевых и стержне
-
вых
(
прямоугольных
)
типовых постоянных магнитов
.
Такой магнит
смещения
,
или поляризатор М
(
рис
. 2),
в СМП фиксируется над его
сигнальной обмоткой в положении
,
при котором обеспечивается ста
-
бильная оптимальная форма однополярных или двуполярных УЗВ в
МЧЭ
,
определяемых видом токового видеоимпульса
.
В такой схеме СМП напряженность результирующего продольного
магнитного поля содержит составляющие импульсного поля
H
x
пов
(
t
)
сигнальной обмотки
(4)–(6)
и постоянного поля
H
0
смещения
(
подмаг
-
ничивания
)
поляризатора М с коэффициентом краевого эффекта
K
к
.
э
.
м
:
H
см
x
пов
(
t
) =
H
x
пов
(
t
)
·
K
к
.
э
±
H
0
·
K
к
.
э
.
м
.
(
8
)
Величину продольного магнитного поля
H
0
смещения в простран
-
стве кольцевого поляризатора
(
магнита
)
М можно определить по
80 ISSN 0236-3941.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. “
Машиностроение
”. 2004.
№
2
