CS246362B1 - Acoustic piezoelectric transducer for high outputs - Google Patents
Acoustic piezoelectric transducer for high outputs Download PDFInfo
- Publication number
- CS246362B1 CS246362B1 CS521284A CS521284A CS246362B1 CS 246362 B1 CS246362 B1 CS 246362B1 CS 521284 A CS521284 A CS 521284A CS 521284 A CS521284 A CS 521284A CS 246362 B1 CS246362 B1 CS 246362B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- acoustic
- zone
- node
- piezoelectric transducer
- piezoelectric
- Prior art date
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 235000005747 Carum carvi Nutrition 0.000 description 1
- 240000000467 Carum carvi Species 0.000 description 1
- 101100022176 Mus musculus Gstz1 gene Proteins 0.000 description 1
- WHGYBXFWUBPSRW-FOUAGVGXSA-N beta-cyclodextrin Chemical compound OC[C@H]([C@H]([C@@H]([C@H]1O)O)O[C@H]2O[C@@H]([C@@H](O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O3)[C@H](O)[C@H]2O)CO)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]3O[C@@H]1CO WHGYBXFWUBPSRW-FOUAGVGXSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
- B06B1/0611—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements in a pile
- B06B1/0618—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements in a pile of piezo- and non-piezoelectric elements, e.g. 'Tonpilz'
Abstract
Description
Vynález se. týká lkutteckéeSýměničt pro velké výkony v sendvičovém uspořádání s piezctleCtгCckýei prvky umístěnými mimo zóny uzlů.The invention is. It relates to the high-power exchangers for high performance in a sandwich arrangement with piezctleCtгCckýei elements located outside the knot zones.
Známá řešení akustických piezoelektrických měničů jsou většinou půlvlnné délky a pro zvýšení potřebného akustického výkonu se řadí paralelně tak, že se mmchanicky připojí na společný ' laděný člen - radiátor nebo konceetrátor. Tímto uspořádáním nelze docc^t nízkého poměru objemu akustické soustavy k akustikkému výkonu. Rovněž geometrické rozměry této výkonové soustavy bývají nevýhodné. Nevýhodou je i to, že mmniče musí mít pro jejich rovnoměrné zatížení přesně shodnou frekvenci.Known solutions of acoustic piezoelectric transducers are mostly half-wavelengths and, in order to increase the required acoustic power, they are arranged in parallel by connecting them to a common tuned member - a radiator or an end-fan. With this arrangement, the low ratio of acoustic system volume to acoustic power cannot be achieved. The geometric dimensions of this power system are also disadvantageous. Another disadvantage is that the inverters must have exactly the same frequency for their uniform load.
Další - známá řešení pro zvýšení akustického výkonu, například - u patentového spisu USA 3,689.783 nebo patentového spisu Velké Británie 1,289.501, ííIí sice délku výkonového akustického měniče několikanásobků půlvlnné délky, ale piezoelektrické prvky ííií umístěny v uzlových zónách. Umssění piezoelektrických prvků v uzlové zóně neumožňuje dosáhnout vysoké účinnooti akustického piezoelektrického mm^še, jak je dnes všeobecně ' známo viz patentový spis USA 3,5 34.085. odstraňuje akustický piezoelektrický podle vynálezu, jehož podstata spočívá několikanásobku celého čísla půlvlnnéOther known solutions for enhancing acoustic performance, for example, in US 3,689,783 or UK 1,289,501, although the length of the power acoustic transducer is several times half-wavelength, the piezoelectric elements are located in nodal zones. The incorporation of piezoelectric elements in the node zone does not make it possible to achieve a high efficiency of the acoustic piezoelectric element, as is generally known today in U.S. Patent 3,534,085. it removes the acoustic piezoelectric according to the invention, the essence of which is several times an integer half-wave
Uvedené nevýhody měnič pro v^lké výkony v tom, že aa své délce délky má na jednom nebo - dvou místech vždy mezi akustickým čle nem v zóně kmitný a bučí akustcckým členem v zóně- uzlu anebo akustčcýým Členem se zónou uzlu i kmitný, avšak.minimálně veThe aforementioned disadvantages of a high power transducer in that, and at its length, at one or two locations, in each case between the acoustic member in the zone, oscillates and the acoustic member in the node zone or the acoustic member with the node zone is oscillating, however. at least in
246 .362 dvou nebo v každé půlvlnné délce, jeden nebo oba piezoelektrické prvky.246, 362 two or in each half-wavelength, one or both piezoelectric elements.
Akuutické členy v zóně kmitný nebo akustické členy se zónou uzlu i kmíny nebo jejich komminace mezi půlvlrnýfai délkami mohou být bdi vcelku nebo dělené, mechanicky spojené.The acoustic members in the oscillating zone or the acoustic members with the nodal zone and the caraway seeds, or their commu- nication between half-wavelengths, may be integral or divided, mechanically coupled.
V krajní pŮLvlnné délce akustického . piezoelektrčkkého měniče, ve které je pouze první nebo druhý piezoelektrický prvek, může mít akustický piezoelektrický měnič na jedné nebo obou výstupních stranách zmenšený příčný průřez.At the extreme half-wavelength of the acoustic. The piezoelectric transducer in which only the first or second piezoelectric element is present may have a reduced transverse cross-section on one or both output sides.
V jednď nebo více půlvlnných délkách akustického piezoelektrcckého měniče může být i pasivní laděný akustický člen, buá s transformací anebo bez transformace amppitudy výchylky kmitů.In one or more half-wavelengths of the acoustic piezoelectric transducer, the passive tuned acoustic element may be either with or without the amplitude of the oscillation.
Výhodou akustického piezoelektrického měniče podle vynálezu je, že má nízký poměr objemu měniče k akustckkému výkonu 'a vhodnější geomeerické rozměry. Zvýšením počtu půlvlnných délek měniče - je možno zvýšit akustický výkon m^r^ň.če. Akkesický piezoelektrický měnič podle vynálezu má velmi vysokou účinnost.An advantage of the acoustic piezoelectric transducer according to the invention is that it has a low transducer volume to acoustic power ratio and more convenient geomeeric dimensions. By increasing the number of half-wave lengths of the transducer, it is possible to increase the acoustic power of the transducer. The acoustic piezoelectric transducer according to the invention has a very high efficiency.
Příklady praktického provedení předmětu vynálezu jsou na obrázcích přiložených vyluresu·-- Na je akustický piezoelektrický měnič 1 o délce dvou násobků půlvlnné délky Λ/2. Na obr. 2 je akustický piezoelektrický měnič 1 o délce dvou násobků půlvlnné délky Λ/2 s dělenými akustickými členy 5. v zóně kmitný. Na obr. 3 je akustický'piezoelektrický měnič 1 o - délce tří násobků půlvlnné délky Λ/2 s akustikkým členem 4. v zóně uzlu, který má na své výstupní straně 10 zmenšený příčný průřez .6. Na obr. 4 je akustický piezoelektrický měnič 1 o délce - n násobku půlvlnné délky Λ/2, který má na své první výstupní straně 10 závit 11. Na obr. 5 je akustický piezoelektrický mmnič 1 o délce tří násobků půlvlnné délky Λ/2, který má na své výstupní straně 10 pasivní laděný akustický člen 8 - s přírubou .9. Na obr. 6 je akustický piezoelektrický - měnič 1 o délce tří násobků půlvlnné délky Λ/2, který má - na Bvjé první výstupní st.raně 10 pasivní akustický člen 8 se zmenšeným příčným průřezem 13. 2<n — 248 382Examples of practical embodiments of the present invention are shown in the accompanying drawings. - Na is an acoustic piezoelectric transducer 1 having a length of two times half-wavelength Λ / 2. In Fig. 2, the acoustic piezoelectric transducer 1 is two times the half-wavelength Λ / 2 with divided acoustic members 5 in the zone oscillating. In Fig. 3 there is an acoustic transducer 1 having a length of three times half-wavelength Λ / 2 with an acoustic member 4 in the node zone having a reduced cross section 6 on its outlet side 10. Fig. 4 shows an acoustic piezoelectric transducer 1 having a length - n times half-wavelength Λ / 2 and having a thread 11 on its first outlet side. Fig. 5 shows an acoustic piezoelectric transducer 1 having a length of three times half-wavelength Λ / 2. which has on its outlet side 10 a passive tuned acoustic member 8 - with a flange. FIG. 6 is a piezoelectric acoustic - transducer 1 of a length of a half wave length triples Λ / 2, which has - first Bvjé outpu st.ran of the p 10 and p i hv acoustically member 8 with a reduced cross-section 13. 2 < n - 248,382
Na obr. 1 je v každé ze dvou půlvlnných délek //2 akustického piezoelektrického měniče 1 umístěn mimo zóny uzlů, obkkoppšjcí uzlové roviny N, mezi a^s^^mi čl_e^ny £ v zónách kmiten přiléhajících k rovinám kmiten A a akustickými členy 4 v zóně uzlů vždy jeden pár prvních piezoelektrických prvků 2 a jeden pár druhých piezoelektrických prvků 3, polarisovaných tak, aby se jejich účinky sčítaly / viz Šipky /. Na první výstupní straně 10 je první závit 11 pro připojení akustické zátěže. Průřez akuř^ti^c^kých členů 4,5 je stejný jako průřez piezopvvků 2,]½. йиИШ . m'2i déu - kami //2 jsou vcelku. Akiiuliic^ členy maaí stejnou hustotu jak v zóně uzlu, tak i v zóně kmitný. Tato hustota hmoty může být i různá. Akt^^cké členy 4.,5. jsou ze stejně elektricky vodivého mmate^^^. Mohou však být i z m^at^e^iálu polovodivého nebo i nevodivého.In FIG. 1, in each of the two half-wave lengths // 2 acoustic piezoelectric transducer 1 is placed outside the zone of nodes to OBK OPPS Jd nodal plane N s, and the ^ S ^^ I Article _E £ ^ y mod n o n a In the node zone, one pair of first piezoelectric elements 2 and one pair of second piezoelectric elements 3, polarized in such a way that their effects add up (see Arrows). On the first outlet side 10 there is a first thread 11 for connecting an acoustic load. The cross section of the plumb ^ ^ C ^ sneeze members 4,5 is the same as p in cross section piezo aged 2] ½. йиИШ. m '2i dé u - kami // 2 are VCE LK. Akiiuliic phenyl Cl H ustotu maai same as in zone node and antinode in the zone. This mass density can also vary. Acting Members 4., 5. they are of the same electrically conductive mmate. However, they may be semiconductive or even non-conductive.
akustický piezoelektrický měnič 1 obdobné obr. 1. Liší se pouze v tom, že má i druhou opatřenou druhým závitem 14 a mezi první a členy 5. v zóně kmitobr, 3 se půlvlmou liší od délku Л/2.The acoustic piezoelectric transducer 1, similar to FIG. 1, differs only in that it also has a second thread 14 and between the first and the members 5 in the zone the frequency 3 differs in half from the length L / 2.
závitem 11. . Zmenšením příčného průřezu 6 síly v uzlu pro danou výstupní ammPituduthread 11.. By reducing the cross-section 6 of the node force for a given output amplitude
Na obr, 2 je konstrukce jako na výstupní stranu .12 druhou půlvlrrnou délkou //2 jsou akustické ny dělené a spojené šroubem 7.In Fig. 2, the construction as on the outlet side 12 by the second half-wavelength 2 2 is acoustic divided and connected by screw 7.
Akuusický piezoelektrický minič 1 na předchozích tíe, že má větší délku o jednuThe acoustic piezoelectric miner 1 on the previous one has a longer length by one
V této délce je umístěn jen pár prvních piezoelektrických prvků 2. První výstupní strana 10 má zmenšený příčný průřez £ a je opatřena prvnm se dosáhne snížení výchylky kmitů.Only a few first piezoelectric elements 2 are located in this length. The first outlet side 10 has a reduced cross-section 6 and is provided with a first to reduce the oscillation.
jUusticUУ piezoelektrický měnič 1 délky njUusticUУ piezoelectric transducer 1 length n
Na obr. 4 je násobků.půlvlnné délky //2. V jeho každé půlvlnné délce Λ/2 jsou umístěny mimo zóny uzlů mezi akustickými členy 15 , se zónou uzlu i kmitný a akustickými členy 5. v zóně kmitný pouze dva páry prvních piezoelektrických prvků .2. Akustické členy 15 se zónou uzlu i kmitný jsou s akustickými členy 5 v zóně kmitný mizi půlvlnnými délkami /./2 vcelku a mm jí stejný průřez jako piezOlektrické prvky 2.Fig. 4 shows the multiples of half-wavelength // 2. In its half-wavelength Λ / 2, only two pairs of the first piezoelectric elements 2 are located outside the node zones between the acoustic members 15, with the node zone 1 also oscillating and the acoustic members 5 in the oscillating zone. The acoustic members 15 with the knot zone 1 and the oscillating ones with the acoustic members 5 in the zone oscillate in half-wavelengths 1/2 of the whole and mm have the same cross section as the piezoelectric elements 2.
246 362246 362
Na výstupní straně 10 je opět první závit 11 pro připojení akustické zátěže.On the outlet side 10 there is again a first thread 11 for connecting an acoustic load.
Na obr. 5 je akuutický piezoelektrický měnič 1, který má v prvé a druhé půlvinné délce Λ/2 umístěny mimo zóny uzlů mmzi akustickými členy 4 v zónách uzlů a akustickými členy 2, které jsou mmzi první a druhou půlvlnnou délkou Λ/2 vcelku, v zónách taniten vždy dva a dva páry prvních a druhých piezoelektrických prvků 2^ Třetí půlvlnnou délku Λ/2 tvoří pasivní laděný akustický člen 8 bez transformace amplitudy výchylky kmitů a je vcelku s akustickým Členem 5 v zóně kmitný druhé půlvlnné délky Λ/2, Pasivní laděný akustický člen 8 má přírubu 9, sloužící k jeho uchycení. První výstupní strana 10 je opatřena opět závitem 11. Act^uliické členy 4,5 v zóně uzlu a kmitný mmaí shodný průřez jako prvé a druhé piezoelektrické prvky 2,|3.Fig. 5 shows an acoustic piezoelectric transducer 1 having, in the first and second half-wavelengths Λ / 2, located outside the node zones with m 2 acoustic members 4 in the node zones and the acoustic members 2 which are m 2 in the taniten zones, two and two pairs of first and second piezoelectric elements are each 2 ^ The third half-wavelength Λ / 2 is a passive tuned acoustic member 8 without the amplitude deviation transformation and is integral with the acoustic member 5 in the second half-wavelength zone Λ / 2 the tuned acoustic member 8 has a flange 9 for receiving it. The first outlet side 10 is again provided with a thread 11. The actuating members 4,5 in the node zone and the oscillating cross section have the same cross section as the first and second piezoelectric elements 2, 3.
Na obr. 6 je aCusticCý piezoelektrický měnič 1, který má v první a druhé půlvlnné délce Λ/2 umístěny mimo uzlové zóny mmzi akustickými členy 4 v zóně uzlu a akustickými členy 2 v zóně kmitný jeden pár prvních a druhých piezoelektrických prvků 2}β. TTetí půlvinná délka Λ/2 tvoří pasivní laděný akuutický člen 8, opatřený přírubou 9, - a na první výstupní straně 10 má zmenšený příčný průřez 13. Pro připojení zátěže slouží opět první závit 11. Akkutické členy 5 Jo mmzi jednooiivými p^lvinnými-délkami Λ/2 jsou vcelku.FIG. 6 is aCusticCý piezoelectric transducer 1 having the first and second half-wave length Λ / 2 located outside of the nodal zone mmzi acoustic member 4 in the area of the node and the acoustic member 2 in zone antinode one pair of first and second piezoelectric elements 2} β. The third half-length length Λ / 2 consists of a passive tuned acoustic member 8, provided with a flange 9, and has a reduced cross-section 13 on the first outlet side 10. The first thread 11 is again used to connect the load. Λ / 2 are whole.
U obr. 2 až 6 z důvodu větší přehlednooti nejsou naznačeny uzlové roviny N.In Figures 2 to 6, the nodal planes N are not indicated for the sake of greater clarity.
Spojení všech akustických částí mmniče lze provést některým známým' způsobem, například středovým šroubem, obvodovými šrouby či obvodovými objímkami, které vytváří i potřebné mechanické předpětí piezoelektrických prvků.The connection of all acoustic parts of the mill may be effected in any known manner, for example by means of a central screw, circumferential screws or circumferential sleeves which also create the necessary mechanical prestressing of the piezoelectric elements.
Claims (1)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS521284A CS246362B1 (en) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | Acoustic piezoelectric transducer for high outputs |
| DE19853521687 DE3521687A1 (en) | 1984-07-05 | 1985-06-18 | Acoustic piezo-electric converter for high performance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS521284A CS246362B1 (en) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | Acoustic piezoelectric transducer for high outputs |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS246362B1 true CS246362B1 (en) | 1986-10-16 |
Family
ID=5396581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS521284A CS246362B1 (en) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | Acoustic piezoelectric transducer for high outputs |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS246362B1 (en) |
| DE (1) | DE3521687A1 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3524085A (en) * | 1968-05-09 | 1970-08-11 | Branson Instr | Sonic transducer |
| GB1289501A (en) * | 1969-01-02 | 1972-09-20 | ||
| US3689783A (en) * | 1971-03-11 | 1972-09-05 | David A Williams | Ultrasonic transducer with half-wave separator between piezoelectric crystal means |
-
1984
- 1984-07-05 CS CS521284A patent/CS246362B1/en unknown
-
1985
- 1985-06-18 DE DE19853521687 patent/DE3521687A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3521687A1 (en) | 1986-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4991152A (en) | Electroacoustic transducer, usable in particular as a source of acoustic waves for submarine applications | |
| US3117768A (en) | Ultrasonic transducers | |
| US4633119A (en) | Broadband multi-resonant longitudinal vibrator transducer | |
| US4072871A (en) | Electroacoustic transducer | |
| US3283182A (en) | Transducer assembly | |
| US2895061A (en) | Piezoelectric sandwich transducer | |
| US4779020A (en) | Ultrasonic transducer | |
| US8957569B2 (en) | GT-cut quartz crystal resonator | |
| US2484626A (en) | Electromechanical transducer | |
| US3024429A (en) | Electromechanical reed system | |
| US5761156A (en) | Piezoelectric ultrasonic transducer | |
| US3091708A (en) | Circuit element transducer | |
| US3461408A (en) | Oriented litao3 crystal and devices using same | |
| US3374367A (en) | Electroacoustic transducers | |
| US2738467A (en) | Mechanical resonator coupling utilizing poisson's effect | |
| CS246362B1 (en) | Acoustic piezoelectric transducer for high outputs | |
| EP0096653B1 (en) | Extensional mode piezoelectric microresonator | |
| US3311760A (en) | High q resonator | |
| US4414482A (en) | Non-resonant ultrasonic transducer array for a phased array imaging system using1/4 λ piezo elements | |
| US2969511A (en) | Mechanical high frequency filters | |
| US2063951A (en) | Apparatus for transmission and reception | |
| US5867450A (en) | State switched acoustic transducer | |
| GB2077552A (en) | Multi-frequency transducer elements | |
| US2405186A (en) | Piezoelectric vibrator | |
| JPH02199994A (en) | Frequency variable vibrator |