AT523707A4

AT523707A4 - Vorrichtung zur kabellosen Übertragung von Energie und/oder Daten

Info

Publication number: AT523707A4
Application number: ATA50310/2020A
Authority: AT
Inventors: Nicolay Fh-Prof Dipl Ing Dr -Habil Pascal
Original assignee: Fachhochschule Kaernten Gemeinnuetzige Privatstiftung
Priority date: 2020-04-09
Filing date: 2020-04-09
Publication date: 2021-11-15
Also published as: AT523707B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur kabellosen Übertragung von Energie und/oder Daten mittels Schallwellen, insbesondere Ultraschallwellen, umfassend zumindest ein sendendes Element (2), zumindest ein empfangendes Element (3) sowie ein Substrat (4), welches zwischen dem sendenden Element (2) und dem empfangenden Element (3) angeordnet ist und die Übertragung von Schallwellen ermöglicht. Um Energie und/oder Daten mittels Schallwellen unter Reduktion der substratbedingten Einflüsse zwischen dem sendenden Element (2) und dem empfangenden Element (3) übertragen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Element (2, 3) schräg zu einer Längsachse (L) des Substrates (4) angeordnet ist. Weiter betrifft die Erfindung eine Verwendung einer derartigen Vorrichtung (1). Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur kabellosen Übertragung von Energie und/oder Daten mittels Schallwellen mit einer solchen Vorrichtung (1).

Description

15

20

25

30

1

Vorrichtung zur kabellosen Übertragung von Energie und/oder Daten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kabellosen Übertragung von Energie und/oder Daten mittels Schallwellen, insbesondere Ultraschallwellen, umfassend zumindest ein

sendendes Element, zumindest ein empfangendes Element sowie ein Substrat, welches zwischen dem sendenden Element und dem empfangenden Element angeordnet ist und

die Übertragung von Schallwellen ermöglicht.

Weiter betrifft die Erfindung eine Verwendung einer derartigen Vorrichtung.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur kabellosen Übertragung von Energie und/oder Daten mittels Schallwellen, insbesondere Ultraschallwellen, mit einer Vorrichtung, welche zumindest ein sendendes Element, zumindest ein empfangendes Element sowie ein Substrat umfasst, insbesondere eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, wobei ein elektrisches Signal von einem sendenden Element in Schallwellen umgewandelt und danach durch ein Substrat hindurch auf ein empfangendes Element übertragen wird, welches die empfangenen Schallwellen wieder

in ein elektrisches Signal umwandelt.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen zur Übertragung von Energie mittels Schallwellen bekannt. Diese nutzen für gewöhnlich Ultraschallwandler, meist piezoelektrische Blei-Zirkonat-Titanat-Keramiken (im Folgenden kurz: Wandler), um elektrische Signale in akustische Signale zu verwandeln und vice versa. Sind der übertragende und der empfangende Wandler voneinander beabstandet angeordnet, ist die Wahl des Übertragungsmediums von besonderer Bedeutung. Abgesehen davon, dass zu einer effizienten Übermittlung von Ultraschallwellen ausschließlich Flüssigkeiten und Festkörper in Betracht gezogen werden können, geht eine Übertragung in Festkörpern mit einer zumindest teilweisen Reflexion der zu übermittelnden Signale an deren Grenzflächen einher. Treten Signale im akustischen Kanal, zu welchem hauptsächlich der Festkörper, aber in geringerem Ausmaß auch die Wandler und deren Grenzflächen zum Festkörper zählen, in Form von konstruktiver Interferenz miteinander in Wechselwirkung, so werden Resonanzen angeregt, welche sich am empfangenden Wandler durch Störungen im Frequenzband bemerkbar machen. Die Frequenzbereiche, in welchen diese

Resonanzen auftreten, werden maßgeblich von der Zusammensetzung und der Dicke der

15

20

25

30

Bestandteile des akustischen Kanals bestimmt, weshalb die Entstehung von Störungen am empfangenden Wandler schon aufgrund von Fertigungstoleranzen nicht ausgeschlossen werden kann. Um mit dieser Technik eine Übertragung von Daten durchführen zu können, bedarf es jedoch einer störungsfreien und zuverlässigen

Signalübertragung einer ausgewählten Frequenzbandbreite.

Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher Energie und/oder Daten mittels Schallwellen einer bestimmten Frequenzbandbreite unter Reduktion der substratbedingten Wechselwirkungen zwischen einem sendenden Element und einem empfangenden

Element übertragen werden können.

Weiter liegt eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Verwendung einer derartigen

Vorrichtung anzugeben.

Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das eine effiziente, substratunabhängige Übertragung von Energie und/oder

Daten ermöglicht.

Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher zumindest ein Element schräg zur Längsachse des Substrates

angeordnet ist.

Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass durch die schräge Anbringung zumindest eines Elementes zur Längsachse des Substrates die Entstehung von unerwünschten Resonanzfrequenzen und Störresonanzen verringert wird. Die Ursache dieser Übertragungsstörungen stellen Reflexionen innerhalb des Substrates dar, welche maßgeblich von Zusammensetzung sowie Dicke der Bestandteile des akustischen Kanals beeinflusst werden und eine Einschränkung der Frequenzbandbreite des ursprünglich gesendeten Signales zur Folge haben. Durch die schräge Anbringung zumindest eines Elementes verändert sich der Wiedereintrittswinkel der Signale, sodass eine konstruktive Interferenz zwischen reflektierten Signalen und ausgesandten Signalen unterbunden wird. Dadurch wird die Anregung von Resonanzfrequenzen in effizienter Weise verhindert und

die ausgesandten Signale können störungsfrei auf das empfangende Element übertragen

15

20

25

30

werden. Mit anderen Worten: Die Schallwellen werden mit geändertem Winkel vom empfangenden Element zurück in das Substrat geworfen und in dessen Innerem so reflektiert, dass sie sich immer weiter vom sendenden Element entfernen. Folglich werden negative Begleiterscheinungen der Schallübertragung im akustischen Kanal eliminiert, wodurch eine Übertragung von Schallwellen weitestgehend unabhängig von Substratmaterial und -dicke erfolgen kann. Im Gegensatz zu bereits bekannten Systemen, eröffnet sich durch die erfindungsgemäße Anbringung der Elemente eine Möglichkeit, genau festgelegte Frequenzbandbreiten vom sendenden auf das empfangende Element zu übertragen, sodass anstatt einer bloßen Übertragung von Energie auch eine

störungsfreie Übertragung von Daten durchgeführt werden kann.

Es hat sich bewährt, dass das sendende Element und/oder das empfangende Element, bevorzugt beide Elemente, als piezoelektrischer Wandler ausgebildet ist. Da diese Elemente klein und preiswert sind, ermöglicht deren Nutzung sowohl eine kostengünstige als auch eine platzsparende Gestaltung der Vorrichtung. Hierbei werden vorwiegend Wandler mit kreisförmiger Grundfläche verwendet, alternativ können aber auch quadratische, rechteckige, vieleckige oder an den Ecken abgerundete Grundformen benutzt werden. Durch einen vielseitigen Einsatzbereich ist zum Aufbau der Vorrichtung besonders die Verwendung von Blei-Zirkonat-Titanat-Wandlern zweckmäßig. Alternativ können als piezoelektrische Wandler aber auch Bariumtitanat (BaTiO:) oder andere ferroelektrische Materialien verwendet werden, sofern diese einen ausreichend starken piezoelektrischen Effekt zeigen. Von besonderem Interesse ist hierbei, dass die zentrale Frequenz des vom piezoelektrischen Wandler ausgesandten Signales indirekt

proportional zu dessen Dicke ist.

Mit Vorteil ist das sendende Element und/oder das empfangende Element als Stapel einer angepassten Anzahl von, bevorzugt unterschiedlich dick ausgebildeten, besonders bevorzugt mit unterschiedlich großen Elektrodenflächen versehenen, piezoelektrischen Wandlern ausgebildet. Hierbei treten die Wandlerschichten mit unterschiedlicher Dicke und/oder unterschiedlich großen Elektrodenflächen miteinander in Wechselwirkung und das abgestrahlte oder übertragene Signal kann als ein Zusammenspiel von Interferenzen unterschiedlicher Einzelsignale betrachtet werden. Die dadurch entstehende Gewichtung der Wandlerschichten im Stapel wird in Fachkreisen Apodisation genannt, und wirkt sich

in direkter Weise auf den Zeitbereich der Impulsantwort aus. Allerdings übt die Anzahl der

15

20

25

30

Wandlerschichten in einem Stapel einen weit größeren Einfluss auf die Impulsantwort in einem Zeitbereich aus, denn je mehr Wandlerschichten Signale senden, desto größer wird die Impulsantwort. Da sich durch Fourier Transformation aus dem Zeitbereich der Impulsantwort die Form der Übertragungsfunktion des Frequenzbereiches ermitteln lässt, kann die Frequenzbandbreite durch die Gewichtung und Anzahl der piezoelektrischen Wandler genauestens eingestellt werden. Hierbei stellt die Eigenfrequenz der piezoelektrischen Wandler die Zentralfrequenz des Frequenzbandes dar, welche zur

Übermittlung von Daten von entscheidender Bedeutung ist.

Zweckmäßigerweise ist das sendende Element und/oder das empfangende Element in länglicher Form ausgebildet. Eine längliche Form bezieht sich hierbei auf eine Seitenansicht auf die Längsachse des Substrates. Das längliche Element ist damit mit dessen Längsachse abgesehen von der Schrägstellung in Richtung der Längsachse des

Substrates ausgerichtet.

Es ist günstig, wenn das empfangende Element mit flachem Querschnitt, bevorzugt mit einem Verhältnis von Breite zu Länge kleiner 0,5:1, besonders bevorzugt mit einem Verhältnis von Breite zu Länge kleiner 0,1:1, ausgebildet ist. Diese geometrische Gestaltung ermöglicht eine besonders platzsparende Anbringung des empfangenden Elementes, wodurch dieses auf einfache Weise im Substrat eingebettet, implantiert oder

auf dessen Oberfläche aufgebracht werden kann.

Um eine lösbare Verbindung mit dem Substrat zu schaffen, kann vorgesehen sein, dass das sendende Element und/oder das empfangende Element in oder auf einer Basis angeordnet ist. Diese ist so ausgebildet, dass durch Befestigungsmittel wie Schrauben oder magnetische Bestandteile eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Substrat hergestellt wird. Alternativ kann die Basis auch Flächen aufweisen, welche eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Substrat ermöglichen. Um eine effiziente Übertragung von Schallwellen zu erreichen wird das Element so in der Basis positioniert, dass mit einem Keil oder einem ähnlichen Zwischenteil ein schallleitender Übergang zwischen Element und Substrat geschaffen wird. In bevorzugter Weise ist das Element aber derart in oder auf der Basis eingebettet, dass eine plane Auflagefläche zur Übertragung von

Schallwellen auf das Substrat gebildet wird.

15

20

25

30

Bevorzugt ist das sendende Element und/oder das empfangende Element stoffschlüssig, insbesondere durch einen Klebstoff, mit dem Substrat verbunden. Auf diese Weise entsteht eine dauerhafte Verbindung zwischen Element und Substrat, welche eine direkte Übertragung der Schallwellen begünstigt. Hierbei wird die Anbringung bevorzugt mit einem Klebstoff auf Epoxidharz-Basis durchgeführt. Alternativ können je nach Beständigkeit der Elemente auch andere Schmelz-, Nass- oder Reaktionsklebstoffe zum Herstellen einer Verbindung eingesetzt werden, sofern diese eine Übertragung von Schallwellen ermöglichen. Hierfür und für eine stoffschlüssige Verbindung im Allgemeinen

kann auch ein Löten vorgesehen sein.

Um den Aufbau der Vorrichtung so einfach wie möglich zu gestalten, ist es günstig, wenn das sendende Element und/oder das empfangende Element durch ein Verbindungsmaterial schräg zur Längsachse des Substrates angeordnet ist. Bevorzugt ist die Wahl eines Schmelz-, Nass- oder Reaktionsklebstoffes als Verbindungsmaterial, da durch das Aushärten des Klebstoffes in entsprechender Positionierung eine dauerhafte, schräge Anordnung zwischen Element und Substrat entsteht, und auf einen Keil oder andere Hilfsmittel zur korrekten Anordnung der Elemente gänzlich verzichtet werden kann. Weiter hat dies den Vorteil, dass die Signale auf direktem Weg vom sendenden Element durch Verbindungsmaterial und Substrat auf das empfangende Element

übertragen werden können.

Zweckmäßig ist es, wenn eine Hochachse des sendenden Elementes und/oder des empfangenden Elementes mit der Längsachse des Substrates einen Winkel von 1° bis 90°, bevorzugt 10° bis 85°, besonders bevorzugt 45° bis 80°, einschließt. Dadurch kann eine Reflexion vom Substrat zum empfangenden Element nach dem Wiedereintritt der

Schallwellen verhindert werden.

Es hat sich bewährt, dass das Substrat zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, aus leitfähigem Material, besonders bevorzugt aus einem Metall, gebildet ist. Die Energie- und Datenübertragung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erweist sich bei dieser Art von Substraten als besonders vorteilhaft, da bei zumindest teilweise leitfähigen, besonders

aber bei metallischen Substraten eine induktive Energieübertragung nicht möglich ist.

15

20

25

30

Eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, eine Energieund/oder Datenmenge kabellos und störungsfrei zwischen zwei Elementen zu übertragen. Dementsprechend wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt für derartige

Zwecke verwendet.

Eine weitere Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren der eingangs genannten Art zumindest eines der Elemente schräg zur Längsachse des

Substrates angeordnet wird.

Es versteht sich, dass übertragbare Frequenzen durch das Stapeln einer angepassten Anzahl von, insbesondere unterschiedlich dick und/oder mit unterschiedlich großen Elektrodenflächen ausgebildeten, piezoelektrischen Wandlern als sendende Elemente und/oder empfangende Elemente festgelegt werden. Dadurch kann eine genaue Anpassung der ausgesandten Frequenzbandbreiten an den Übertragungszweck erfolgen,

sodass zu jedem Zeitpunkt eine optimale Übertragungsleistung erzielt werden kann.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen. Die Zeichnungen, auf welche Bezug

genommen wird, zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung von Übertragungsfrequenzen gemessen mit einer Vorrichtung des Standes der Technik;

Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 schematische Darstellungen des Einflusses der Stapelcharakteristika auf Übertagungsfrequenzen gemessen mit einer Vorrichtung gemäß Fig. 3;

Fig. 5 gemessene Übertragungsfrequenzen einer Vorrichtung gemäß Fig. 3.

Fig. 1 zeigt gemessene Übertragungsfrequenzen einer Vorrichtung des Standes der Technik, bei welcher ein sendendes Element 2 und ein empfangendes Element 3 parallel zu einem Substrat 4 angeordnet sind. Diese Anordnung hat zur Folge, dass das Frequenzspektrum der akustischen Leitung die Übertragung einer Reihe von

Resonanzfrequenzen beinhaltet.

15

20

25

30

In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 1 gezeigt, bei welcher ein piezoelektrischer Wandler als empfangendes Element 3 schräg zur Längsachse L des Substrates 4 angeordnet ist. Bei dieser schrägen Anordnung des Elementes 3 schließt dessen Hochachse H einen Winkel a mit der Längsachse L des Substrates 4 ein. Alternativ kann auch das sendende Element 2 schräg zur Längsachse L des Substrates 4 angeordnet sein. In dieser Ausführungsform ist das sendende Element 2 aber parallel zur Längsachse L auf dem Substrat 4 angebracht, wobei beide Elemente 2, 3 eine kreisförmige Grundfläche aufweisen. Alternativ können die Elemente 2, 3 aber auch eine quadratische, rechteckige, vieleckige oder an den Ecken abgerundete Grundfläche aufweisen. Zum Fixieren der Elemente 2, 3 ist eine stoffschlüssige Verbindung, vorzugsweise durch Klebstoff auf Epoxidharz-Basis vorgesehen, sodass eine direkte Übertragung von Schallwellen zwischen sendendem Element 2 und empfangendem

Element 3 stattfinden kann.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, bei welcher beide Elemente 2, 3 mit deren gemeinsamer Hochachse H in einem Winkel a zur Längsachse L des Substrates 4 angebracht sind. Hierbei ist das sendende Element 2 in Form einer angepassten Anzahl gestapelter piezoelektrischer Wandler mit unterschiedlicher Dicke ausgeführt und mit zwei Elektroden 5a als Signaleingang und zwei Elektroden 5b zur Erdung versehen. Durch eine Veränderung der Anzahl von piezoelektrischen Wandlern im Stapel, kann auf einfache und effiziente Weise eine Anpassung der Frequenzbandbreite erfolgen. Alternativ können die Elektrodenflächen der einzelnen Wandler unterschiedlich groß gestaltet und/oder die Wandler in identer Dicke ausgeführt werden. Jede Veränderung dieser Parameter führt zu einer veränderten Form der Impulsantwort, welche sich direkt auf das zu übertragende Frequenzband auswirkt, sodass dieses Verfahren auch als „Filter Synthetisierung“ bezeichnet wird. Das Frequenzband kann hierbei zumindest in den Bereichen Zentralfrequenz, Bandbreite, Seitenbandenunterdrückung und Einfügedämpfung angepasst werden. Deshalb kann die Übertragungsfunktion des akustischen Kanales auch als Zusammenspiel der Anzahl der Wandler im Stapel, der Feinabstimmung der Wandlerdicken und der Apodisation gesehen werden. Das empfangende Element 3 ist in dieser Ausführungsform als einfacher piezoelektrischer Wandler mit einer Elektrode 5c als Signalausgang und einer Elektrode

5b zur Erdung ausgebildet. Vorteilhaft ist hierbei, dass ein im Substrat 4 eingebettetes,

15

20

eingeschlossenes oder implantiertes Element 3 einen besonders geringen Platzbedarf

aufweist und dadurch vielseitig einsetzbar ist.

Darüber hinaus sind in Fig. 4 schematische Darstellungen des Einflusses der Stapelcharakteristika auf Übertragungsfrequenzen einer Vorrichtung 1 aus Fig. 3 gezeigt, wobei Wechselwirkungen zwischen Signalen einer angepassten Anzahl von, insbesondere unterschiedlich dick ausgebildeten und/oder mit unterschiedlich großen Elektrodenflächen versehenen, piezoelektrischen Wandlern zu einer gewünschten Modifikation der elektrischen Übertragungsfunktion des akustischen Kanals führen. Hierbei stellt die Summe der Signale aller piezoelektrischen Wandler im Stapel die gesamte Impulsantwort im Zeitbereich dar, weshalb diese praktischerweise durch Anpassung der Wandlerzahl verändert werden kann. Beispielhaft sind hier zwei mögliche Formen der Signalanpassung, nämlich die Festlegung der Zentralfrequenz und die Abflachung des Frequenzbandes, im Zeitbereich und deren Auswirkungen auf den

Frequenzbereich dargestellt.

Fig. 5 zeigt gemessene Übertragungsfrequenzen einer Vorrichtung 1 gemäß Fig. 3, wobei der Peak aller übertragener Signale direkt auf der Zentralfrequenz von 13,5 MHz liegt. Im Vergleich zu den in Fig. 1 gezeigten Übertragungsfrequenzen einer Vorrichtung des Standes der Technik, treten in dieser Konfiguration in einem Messbereich von 1 MHz bis

35 MHz weder Resonanzfrequenzen noch Störresonanzen auf.

Claims

15 20 25 30 Patentansprüche

1. Vorrichtung (1) zur kabellosen Übertragung von Energie und/oder Daten mittels Schallwellen, insbesondere Ultraschallwellen, umfassend zumindest ein sendendes Element (2), zumindest ein empfangendes Element (3) sowie ein Substrat (4), welches zwischen dem sendenden Element (2) und dem empfangenden Element (3) angeordnet ist und die Übertragung von Schallwellen ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Element (2, 3) schräg zu einer Längsachse (L) des Substrates (4)

angeordnet ist.

2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das sendende Element (2) und/oder das empfangende Element (3), bevorzugt beide Elemente (2, 3), als

piezoelektrischer Wandler ausgebildet ist.

3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das sendende Element (2) und/oder das empfangende Element (3) als Stapel einer angepassten Anzahl von, bevorzugt unterschiedlich dick ausgebildeten, besonders bevorzugt mit unterschiedlich großen Elektrodenflächen versehenen, piezoelektrischen

Wandlern ausgebildet ist.

4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das sendende Element (2) und/oder das empfangende Element (3) in länglicher Form

ausgebildet ist.

5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das empfangende Element (3) mit flachem Querschnitt, bevorzugt mit einem Verhältnis von Breite zu Länge kleiner 0,5:1, besonders bevorzugt mit einem Verhältnis von Breite

zu Länge kleiner 0,1:1, ausgebildet ist.

6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass

das sendende Element (2) und/oder das empfangende Element (3) in oder auf einer Basis

angeordnet ist, wobei die Basis lösbar kraftschlüssig mit dem Substrat (4) verbunden ist.

15

20

25

30

10

7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das sendende Element (2) und/oder das empfangende Element (3) stoffschlüssig,

insbesondere durch einen Klebstoff, mit dem Substrat (4) verbunden ist.

8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das sendende Element (2) und/oder das empfangende Element (3) durch ein Verbindungsmaterial

schräg zur Längsachse (L) des Substrates (4) angeordnet ist.

9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hochachse (H) des sendenden Elementes (2) und/oder des empfangenden Elementes (3) mit der Längsachse (L) des Substrates (4) einen Winkel (a) von 1° bis 90°,

bevorzugt 10° bis 85°, besonders bevorzugt 45° bis 80°, einschließt.

10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (4) zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, aus leitfähigem Material,

besonders bevorzugt aus einem Metall, gebildet ist.

11. Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur

kabellosen Übertragung von Energie und/oder Daten.

12. Verfahren zur kabellosen Übertragung von Energie und/oder Daten mittels Schallwellen, insbesondere Ultraschallwellen, mit einer Vorrichtung (1), welche zumindest ein sendendes Element (2), zumindest ein empfangendes Element (3) sowie ein

Substrat (4) umfasst, insbesondere eine Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche

1 bis 10, wobei ein elektrisches Signal von einem sendenden Element (2) in Schallwellen umgewandelt und danach durch ein Substrat (4) hindurch auf ein empfangendes

Element (3) übertragen wird, welches die empfangenen Schallwellen wieder in ein elektrisches Signal umwandelt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der

Elemente (2, 3) schräg zur Längsachse (L) des Substrates (4) angeordnet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass übertragbare

Frequenzen durch das Stapeln einer angepassten Anzahl von, insbesondere

unterschiedlich dick und/oder mit unterschiedlich großen Elektroden ausgebildeten,

11718

piezoelektrischen Wandlern als sendende Elemente (2) und/oder empfangende

Elemente (3) festgelegt werden.