DE1113400B - Transmitter for the conversion of sound waves in a liquid medium into electrical waves and vice versa - Google Patents
Transmitter for the conversion of sound waves in a liquid medium into electrical waves and vice versaInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
KL.74d 6/08KL.74d 6/08
G 08t; F 06hG 08t; F 06h
B32151Vmd/74dB32151Vmd / 74d
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 31. AUGUST 1961 NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL: AUGUST 31, 1961
Die Erfindung bezieht sich auf Übertrager in der Ausführung mit einem in radialer Richtung schwingungsfähigen Ring, dessen innere Fläche einem flüssigen Medium ausgesetzt ist, durch das die Wellen durch ein Ende des Ringes gesendet oder empfangen werden. Solche Übertrager sind insbesondere für Unterwasserschallübertragung sowie für den Empfang bei Ultraschallfrequenzen gebräuchlich, obgleich ihre Verwendbarkeit nicht auf eine besondere Frequenz oder ein bestimmtes flüssiges Medium beschränkt ist.The invention relates to a transformer in the embodiment with one capable of vibrating in the radial direction Ring, the inner surface of which is exposed to a liquid medium through which the waves move sent or received through one end of the ring. Such transformers are especially for Commonly used for underwater sound transmission as well as for reception at ultrasonic frequencies, although theirs Usability is not limited to a particular frequency or a particular liquid medium.
Bekannte Ausführungen der Übertrager, auf die sich die Erfindung bezieht, sind an dem hinteren Ende durch einen schweren Reflektor abgeschlossen. Die axiale Länge des Ringes ist dabei gleich einem Viertel der Schallwellenlänge in dem flüssigen Medium, das in dem Ring enthalten ist, und zwar bei der Resonanzfrequenz des letzteren. Diese Übertrager sind zwar wirksam und gebrauchsfähig, aber schwerer und teurer, als sie sein würden, wenn der schwere Reflektor fortgelassen werden könnte. Bisher ist dieser Reflektor für einen notwendigen Bestandteil zur Erzielung eines guten akustischen Wirkungsgrades gehalten worden, und seine Dicke sollte für den besten Nutzeffekt ein Viertel der Schallwellenlänge in ihm bei der Arbeitsfrequenz betragen. Die Wellenlänge nimmt mit zunehmender Dicke des Materials ab, aber auch bei der Verwendung eines dichten Metalls, wie z. B. Blei, würde die Dicke des Reflektors 3,18 mm für einen Übertrager betragen, der bei 50 kHz arbeitet. Ein derartiger Reflektor macht einen wesentlichen Teil des Gesamtgewichtes des Übertragers aus und vermehrt materialmäßig seine Kosten. Bei niedrigeren Frequenzen wird er in zunehmendem Maße schwer.Known designs of the transducers to which the invention relates are at the rear end completed by a heavy reflector. The axial length of the ring is equal to a quarter the sound wavelength in the liquid medium contained in the ring at the resonance frequency of the latter. These transformers are effective and usable, but heavier and more expensive, than they would be if the heavy reflector could be omitted. So far this reflector is considered a necessary component to achieve good acoustic efficiency and its thickness should be a quarter of the sound wavelength in it for the best efficiency Working frequency. The wavelength decreases with increasing thickness of the material, but also with the use of a dense metal, such as. B. lead, the thickness of the reflector would be 3.18 mm for one Transmitter operating at 50 kHz. Such a reflector makes up an essential part the total weight of the transformer and increases its material costs. At lower Frequencies it becomes increasingly heavy.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe betrifft die Steigerung des Wirkungsgrades und die Verminderung der Kosten und des Gewichtes von Übertragern der oben angeführten bekannten Art.The object on which the invention is based relates to increasing the efficiency and reducing it the cost and weight of transformers of the known type listed above.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Übertrager zum Umwandeln von Schallwellen in einem flüssigen Medium in elektrische Wellen in einem elektrischen Kreis und umgekehrt mit einem oder mehreren radial schwingungsfähigen, an den elektrischen Stromkreis angekoppelten Ringen, deren Innenfläche über die eine Stirnöffnung dem flüssigen Medium ausgesetzt ist, während die andere Stirn-Öffnung durch einen Reflektor verschlossen ist, erfindungsgemäß die axiale Länge der Ringe im wesentlichen eine halbe Schallwellenlänge in dem flüssigen Medium bei der Eigenfrequenz der Radialschwingung der Ringe beträgt, und daß der Reflektor einen wesentlich geringeren akustischen Widerstand aufweist als das flüssige Medium.This object is achieved in that in a transmitter for converting sound waves into a liquid medium into electrical waves in an electrical circuit and vice versa with one or more radially vibratable rings coupled to the electrical circuit, their Inner surface through which one end opening is exposed to the liquid medium, while the other end opening is closed by a reflector, according to the invention the axial length of the rings essentially half a sound wavelength in the liquid medium at the natural frequency of the radial oscillation of the rings, and that the reflector has a much lower acoustic resistance than the liquid medium.
Übertrager für die UmformungTransformer for the conversion
von Schallwellen in einem flüssigen Medium in elektrische Wellen und umgekehrtfrom sound waves in a liquid medium to electrical waves and vice versa
Anmelder:Applicant:
The Bendix Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)The Bendix Corporation,
New York, NY (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41Representative: Dr.-Ing. H. Negendank, patent attorney,
Hamburg 36, Neuer Wall 41
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. August 1953 (Nr. 374 211)Claimed priority:
V. St. v. America August 14, 1953 (No. 374 211)
Leon Walton Camp, Glendale, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt wordenLeon Walton Camp, Glendale, Calif. (V. St. Α.),
has been named as the inventor
Es hat sich ergeben, daß ein entsprechend ausgeführter Übertrager einen höheren akustischen Wirkungsgrad und bessere Richtungseigenschaften als ein vergleichbarer »Viertelwellen«-Übertrager hat, der schwere Reflektoren aufweist. Obgleich die Länge der schwingungsfähigen Ringe verdoppelt worden ist, ist dieses kein erheblicher Nachteil bei den meisten Unterwasserübertragern. Die Verdoppelung der Ringlängen ist mehr als ausgeglichen durch die Ausscheidung des Gewichtes des Reflektors.It has been found that a correspondingly designed transformer has a higher acoustic efficiency and has better directional properties than a comparable "quarter-wave" transmitter that has heavy reflectors. Although the length of the vibratory rings has been doubled this is not a significant disadvantage with most underwater transmitters. The doubling of the ring lengths is more than offset by the elimination of the weight of the reflector.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann, wenn das flüssige Medium Wasser oder ein anderer Stoff mit ähnlichen akustischen Übertragungseigenschaften ist, der Reflektor so gewählt werden, daß sein akustischer Widerstand im wesentlichen dem akustischen Widerstand eines Gases entspricht, oder der Reflektor aus einer Schaumgummiwand bestehen, welche das im Ringinnenraum angeordnete flüssige Medium berührt. Die Dicke des Reflektors beträgt dabei vorzugsweise 3,17 mm.According to a development of the invention, if the liquid medium is water or another Material with similar acoustic transmission properties, the reflector can be chosen so that its acoustic resistance essentially corresponds to the acoustic resistance of a gas, or the reflector consist of a foam rubber wall, which is arranged in the ring interior liquid Medium touched. The thickness of the reflector is preferably 3.17 mm.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung betrifft einen Übertrager mit einer Mehrzahl von in gleicher Ebene nebeneinander angeordneten Ringen, wobei die Ringe in ihre Außenflächen eng umfassenden Aussparungen einer ersten Schicht eines akustisch isolierenden Werkstoffes gelagert sind; als gemeinsamer Reflektor dient dabei eine zweite kontinuier-Another embodiment of the invention relates to a transformer with a plurality of the same Rings arranged next to one another in plane, the rings closely encompassing their outer surfaces Recesses of a first layer of an acoustically insulating material are stored; as common A second continuous reflector serves
109 680/96109 680/96
liehe Schicht aus akustisch isolierendem Werkstoff, welche an der einen Stirnfläche der Ringe und auch an den entsprechenden Stirnflächen der erstgenannten Schicht aus akustisch isolierendem Werkstoff zur Anlage kommt. Dabei kann eine relativ steife dünne Wand vorgesehen werden, die an der Außenfläche der zweiten Schicht aus akustisch isolierendem Werkstoff anliegt und diese gegenüber den Ringen und der ersten Schicht aus akustisch isolierendem Werkstoff abstützt und gegebenenfalls eine Vorderwand mit im wesentlichen dem gleichen akustischen Widerstand wie das flüssige Medium, das an das eine Ende der Ringe und die entsprechende Fläche der erstgenannten Schicht aus akustisch isolierendem Werkstoff angrenzt.borrowed layer of acoustically insulating material, which on one end face of the rings and also on the corresponding end faces of the first-mentioned layer made of acoustically insulating material for Plant is coming. A relatively stiff thin wall can be provided on the outer surface the second layer of acoustically insulating material is applied and this opposite the rings and the first layer of acoustically insulating material and optionally a front wall with essentially the same acoustic resistance as the liquid medium at one end of the rings and the corresponding surface of the first-mentioned layer made of acoustically insulating material adjoins.
Sowohl die vorliegende Erfindung als auch die frühere Ausführung der Übertrager beruhen auf der Zurückwerfung des Schalles am hinteren Ende des Ringes oder des Zylinders, um die Schallenergie am vorderen Ende zu vergrößern und Ausstrahlung oder Empfang am hinteren Ende zu verhüten. Die Schallreflexion wird durch eine Änderung des akustischen Wellenwiderstandes erzeugt und entspricht der Größe dieser Änderung. Die zurückgeworfene Welle unterscheidet sich in der Phase um 180°, je nachdem, ob die Zurückwerfung von einer Vergrößerung oder einer Verminderung des Wellenwiderstandes herrührt. Während die Übertrager der früheren Art die Reflexion durch Anordnung eines Körpers mit höherem Wellenwiderstand an dem Ende eines eine viertel Wellenlänge langen Zylinders oder Ringes erzeugt haben, wird die Reflexion bei der vorliegenden Erfindung durch einen Körper mit geringerem akustischem Wellenwiderstand an dem Ende eines eine halbe Wellenlänge langen Zylinders oder Ringes bewirkt.Both the present invention and the prior art of the transducers are based on Reflection of the sound at the rear end of the ring or cylinder in order to absorb the sound energy to enlarge the front end and prevent broadcast or reception at the rear end. The sound reflection is generated by a change in the acoustic wave resistance and corresponds to the size this change. The reflected wave differs in phase by 180 °, depending on whether the reflection is due to an increase or decrease in the wave resistance. While the transducers of the earlier type the reflection by arranging a body with higher Characteristic impedance generated at the end of a quarter wavelength cylinder or ring the reflection in the present invention will be through a body with less acoustic Caused wave resistance at the end of a half-wavelength long cylinder or ring.
Zur Erläuterung der Erfindung dient die folgende, ins einzelne gehende Beschreibung, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt. In diesen zeigtTo explain the invention, the following detailed description, which is based on the Drawings reference. In these shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen einfachen erfindungsgemäßen Einelementübertrager,1 shows a longitudinal section through a simple one-element transformer according to the invention,
Fig. 2 einen Schnitt in der Ebene H-II der Fig. 3, die einen aus sieben Elementen bestehenden Übertrager darstellt,FIG. 2 shows a section in the plane H-II of FIG. 3, showing a transformer consisting of seven elements represents
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie IH-III in Fig. 2,Fig. 3 shows a section along the line IH-III in Fig. 2,
Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3, jedoch von einer abgeänderten Ausführung,FIG. 4 is a view similar to FIG. 3, but of a modified embodiment,
Fig. 5 ein Poldiagramm, das die Richteigenschaften eines erfindungsgemäßen Übertragers und eines entsprechenden (Viertelwellenlängen-) Übertragers der früheren Art darstellt.Fig. 5 is a pole diagram showing the directional properties of a transformer according to the invention and a represents corresponding (quarter wavelength) transformer of the earlier type.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Die Erfindung kann in ihrer einfachsten Ausführungsform aus einem in radialer Richtung schwingungsfähigen Ringteil 10 bestehen, der an einem Ende offen ist und dessen innere Fläche durch das offene Ende einem flüssigen Medium ausgesetzt ist, mittels dessen der Schall ausgesandt oder empfangen wird. Dieser Ring 10 kann aus einem keramischen Barium-Titanat bestehen. Er weist Elektroden 11 und 12 an seinen inneren bzw. äußeren Flächen auf. Diese Elektroden sind durch Leitungen 13 und 18 an eine geeignete Sender- oder Empfängerschaltung angeschlossen. Ein derartiger Ring dehnt sich umfangsmäßig aus und zieht sich zusammen, wenn Wechselstrom an seine Elektroden 11, 12 angelegt wird. Wenn die Frequenz des Stromes der mechanischen Resonanzfrequenz des Ringes entspricht, kann er mit verhältnismäßig großen Amplituden schwingen. Der schwingungsfähige Ringteil kann auch, wenn gewünscht, magnetostriktiv sein, da sich die vorliegende Erfindung mehr auf die Abmessungen und den akustischen Bereich des Ringes als auf seine besondere elektromagnetische Eigenschaft bezieht.Reference is first made to FIG. 1. The invention can in its simplest embodiment consist of a ring part 10 which can vibrate in the radial direction and which is open at one end and the inner surface of which is exposed to a liquid medium through the open end, by means of whose sound is sent or received. This ring 10 can be made of a ceramic barium titanate exist. It has electrodes 11 and 12 on its inner and outer surfaces, respectively. These Electrodes are connected by leads 13 and 18 to a suitable transmitter or receiver circuit. Such a ring expands circumferentially and contracts when alternating current is applied to its electrodes 11, 12. When the frequency of the current of the mechanical Corresponds to the resonance frequency of the ring, it can oscillate with relatively large amplitudes. Of the vibratory ring part can also, if desired, be magnetostrictive, since the present Invention more on the dimensions and the acoustic range of the ring than on its special electromagnetic property.
Die äußere Fläche des Ringes 10, an welche die Elektrode 12 befestigt wird, ist akustisch durch eine Lage des Stoffes 14 von geringem akustischem Wellenwiderstand im Vergleich zu dem der Flüssigkeit innerhalb des Ringes abgeschirmt, so daß der größere Teil des von der äußeren Fläche ausgehenden Schalles reflektiert wird. In gleicher Weise ist das hintere Ende des Ringes durch eine Schicht oder eine Wand 15 eines Stoffes mit geringem akustischem Wellenwiderstand abgeschlossen. Sowohl der Teil 14 als auch die Wand 15 können in der praktischen Ausführung aus Schaumgummi oder einem gleichwertigen Stoff bestehen. Um eine mechanische Abstützung für die Anordnung und eine weitere Abschirmung der äußeren und hinteren Flächen in akustischer Hinsicht von dem Wasser oder einem anderen Medium, in das die Einheit eingetaucht wird, zu schaffen, kann ein becherförmiges Gehäuse 16 aus einem akustisch isolierenden Stoff vorgesehen werden.The outer surface of the ring 10 to which the electrode 12 is attached is acoustical through a Position of the material 14 of low acoustic wave resistance compared to that of the liquid shielded inside the ring, so that the greater part of the emanating from the outer surface Sound is reflected. In the same way, the rear end of the ring is covered by a layer or a Wall 15 of a substance with low acoustic wave resistance completed. Both part 14 as well as the wall 15 can in the practical execution made of foam rubber or an equivalent Consist of substance. To provide mechanical support for the arrangement and further shielding the outer and rear surfaces in acoustic terms of the water or one To create another medium in which the unit is immersed, a cup-shaped housing 16 can be made from an acoustically insulating material can be provided.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt in der Ausführung des Ringes oder Zylinders 11 mit einer axialen Länge gleich einer halben Schallwellenlänge in dem flüssigen Medium innerhalb des Ringes unter Zugrundelegung der Arbeitsfrequenz und in dem Abschluß des hinteren Endes des Ringes durch die Wand 15 mit niedrigem akustischem Wellenwiderstand. Es hat sich herausgestellt, daß sich hierdurch ein höherer Wirkungsgrad bei niedrigeren Kosten und geringerem Gewicht als bei den nach der früheren Art ausgeführten Übertragern ergibt, bei denen die Länge des Ringes 10 ein Viertel der Wellenlänge betrug und ein schwerer Reflektor, üblicherweise aus Metall, an Stelle des Reflektors 15 vorgesehen wurde.An essential feature of the invention is the execution of the ring or cylinder 11 with a axial length equal to half a sound wavelength in the liquid medium within the ring below Based on the working frequency and in the conclusion of the rear end of the ring by the Wall 15 with low acoustic wave resistance. It has been found that this higher efficiency at lower cost and weight than those after the previous one Type executed transformers results in which the length of the ring 10 is a quarter of the wavelength and a heavy reflector, usually made of metal, was provided in place of the reflector 15.
Obgleich die Erfindung in Form einer aus einer Einheit bestehenden Vorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, verwendet werden kann, ist es gewöhnlich vorzuziehen, eine Zusammenstellung einzelner Einheiten zu verwenden, um die Leistung zu erhöhen. Ein Übertrager, der aus einer derartigen Zusammenstellung von Einheiten besteht, ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Hier entspricht jede Einheit 10 genau der Einheit 10 gemäß Fig. 1. Sieben dieser Einheiten sind, wie in Fig. 2 gezeigt, angeordnet. Jeder Ring 10 wird von einem Ring 14 aus einem Material mit geringem akustischem Wellenwiderstand umgeben, dem gleichen wie in Fig. 1, aber die sieben Ringe 10 und ihre zugeordneten Isolationsringe 14 sind in Bezug zueinander in einem einzigen Teil 17 aus akustischem Gummi od. dgl. mit Ausnehmungen 17 a in seiner hinteren Fläche zur Aufnahme der Ringe 10 und der sie umgebenden Ringe 14 und um diese in einer bestimmten Lage zueinander zu halten, gelagert. Der Teil 17 umgrenzt auch dünne Vorderwandabschnitte 17 b, die über jeden Ring 10 liegen und ein Schallfenster bilden, durch welches der Schall von einer Flüssigkeit, wie z. B. einem geeigneten Öl, das sich innerhalb der Ringe 10 befindet, zu dem Wasser oder einem äußeren Medium übertragen wird, durch welches der Schall gesendet oder empfangen wird. Der Körper 17 kann durch einen ringförmigen Rahmen 19 aus Metall oder einem anderen verhältnismäßig starren Material getragen werden, der wiederum in einem hinteren Wandteil gehalten ist. Die hinterenWhile the invention can be used in the form of a unitized device as shown in Figure 1, it is usually preferable to use a combination of individual units to increase performance. A transmitter consisting of such a combination of units is shown in FIGS. Here each unit 10 corresponds exactly to the unit 10 according to FIG. 1. Seven of these units are arranged as shown in FIG. Each ring 10 is surrounded by a ring 14 made of a material with low acoustic wave resistance, the same as in Fig. 1, but the seven rings 10 and their associated isolation rings 14 are in relation to one another in a single part 17 made of acoustic rubber or the like With recesses 17 a in its rear surface for receiving the rings 10 and the rings 14 surrounding them and to keep them in a certain position relative to one another, stored. The part 17 also delimits thin front wall sections 17 b, which lie over each ring 10 and form a sound window through which the sound of a liquid, such as. B. a suitable oil located within the rings 10, to which water or an external medium is transmitted through which the sound is transmitted or received. The body 17 can be supported by an annular frame 19 made of metal or other relatively rigid material, which in turn is held in a rear wall part. The rear
Enden der Ringe 10 sind alle durch eine einzige Schicht oder Wand 21 aus einem Material wie Schaumgummi mit einem niedrigen akustischen Wellenwiderstand abgeschlossen, das die Funktion der Schicht 15 in Fig. 1 erfüllt. Diese Schicht 21, die üblicherweise geringe mechanische Stärke aufweist, ist mechanisch an dem Körper 17 sowie an den hinteren Enden der Ringe 10 durch eine verhältnismäßig dünne Wand 22 aus einem Material von erheblicher mechanischer Stärke, wie z. B. Stahl, abgestützt. Die Leitungen 13 und 18 von den Einheiten 10 können durch die Wände 21 und 22 in einen Hohlraum 23, der zwischen den Wandteilen 20 und 22 liegt, geführt werden, wo sie zusammengefaßt werden können und durch ein geeignetes Kabel 24, das an der hinteren Wand 20 befestigt ist, herausgeführt werden.Ends of the rings 10 are all covered by a single layer or wall 21 of a material such as Foam rubber with a low acoustic wave resistance completed the function the layer 15 in Fig. 1 is met. This layer 21, which usually has low mechanical strength, is mechanically on the body 17 as well as on the rear ends of the rings 10 by a relative thin wall 22 made of a material of considerable mechanical strength, such as. B. steel, supported. the Lines 13 and 18 from the units 10 can pass through the walls 21 and 22 into a cavity 23, which lies between the wall parts 20 and 22, are guided where they can be combined and through a suitable cable 24 attached to the rear wall 20.
Die abgeänderte Ausführung, die in Fig. 4 dargestellt ist, entspricht der in Fig. 3 offenbarten, abgesehen von den zwei Schichten 25 und 26 aus verschiedenen Stoffen, die an Stelle des einzelnen Körpers 17 in Fig. 3 getreten sind. Der Körper 25 weist eine Dicke gleich der axialen Länge der schwingungsfähigen Ringe 10 auf und schließt diese ein. Dieser Körper 25 kann aus einem verhältnismäßig starren akustischen Material, wie z. B. Corprens, bestehen. Die Wand 26 wirkt als ein Schallfenster zur akustischen Verbindung zwischen der Flüssigkeit in dem Übertrager und der äußeren Flüssigkeit und soll aus einem Gummi oder aus einem ähnlichen Material mit im wesentlichen gleichen Schallübertragungseigenschaften wie Wasser bestehen.The modified embodiment shown in FIG. 4 corresponds to that disclosed in FIG. 3, except of the two layers 25 and 26 of different fabrics that take the place of the individual Body 17 in Fig. 3 have entered. The body 25 has a thickness equal to the axial length of the vibratable Rings 10 and includes them. This body 25 can consist of a relatively rigid acoustic material, such as B. Corprens exist. The wall 26 acts as a sound window to acoustic connection between the liquid in the transducer and the external liquid and should made of a rubber or a similar material with substantially the same sound transmission properties like water.
In den Fig. 3 und 4 kann der gesamte freie Raum in dem Übertrager mit dem gleichen Öl oder einer anderen Flüssigkeit gefüllt werden, die die Flüssigkeitsfüllung der Ringe 10 bildet.In Figs. 3 and 4, all of the free space in the transmitter with the same oil or one be filled with another liquid which forms the liquid filling of the rings 10.
Die folgende Aufstellung zeigt die akustischen Eigenschaften eines Übertragers der Art, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, im Vergleich mit denen eines dazu identischen Übertragers der früheren Art, mit der Ausnahme, daß die Ringe 10 eine viertel Wellenlänge lang sind und der Reflektor 21 aus einem schweren Material, wie z. B. Blei oder Stahl, besteht.The following list shows the acoustic properties of a transducer of the type described in Fig. 3 is shown, in comparison with those of an identical transformer of the earlier type, with the exception that the rings 10 are a quarter wavelength and the reflector 21 from one heavy material, such as B. lead or steel.
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Hierin bedeutet fr die natürliche Resonanzfrequenz des keramischen Ringes in kHz, S die Spannung, gemessen in Dezibel über 1 Volt an den offenen Klemmen des Übertragers, wenn er sich in einem Schallfeld mit einem Druck von 1 dyn/cm2 befindet, T den Schalldruck in Dezibel über 1 dyn/cm2, der in 1 m Entfernung von dem Übertrager entwickelt wird, wenn ein Strom von 1 A durch den Übertrager fließt, Qe das Verhältnis der Blindwiderstands- zur Wirkwiderstandskomponente, Qm den Wert, der gegebenHerein, for the natural resonant frequency of the ceramic ring in kHz, S is the stress, measured in decibels above 1 volt to the open terminals of the transformer, when it is located in a sound field with a pressure of 1 dyne / cm 2, T the sound pressure in Decibel above 1 dyn / cm 2 , which is developed at a distance of 1 m from the transformer when a current of 1 A flows through the transformer, Qe the ratio of the reactance to the active resistance component , Qm the value given
ist durch Qm= is given by Qm =
τ,τ,
—Λ—Λ
wobei L und f, die halbenwhere L and f, the half
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Leistungsfrequenzen über und unter der Resonanzfrequenz sind.Power frequencies are above and below the resonance frequency.
Aus der Tabelle ist zu ersehen, daß der neue »Halbwellen«-Übertrager bei einem Vergleich mit den »Viertelwellen«-Übertragem nach der früheren Ausführung eine Verbesserung im Wirkungsgrad um etwa 20% sowie eine erheblich größere Bandbreite und ein etwas niedrigeres elektrisches Q aufweist. Alle diese Merkmale wirken sich eindeutig vorteilhaft bei der Arbeit eines Unterwasserübertragers aus.From the table it can be seen that the new "half-wave" transmitter shows an improvement in efficiency of around 20% as well as a considerably larger bandwidth and a slightly lower electrical Q when compared with the "quarter-wave" transmitters according to the earlier version. Clearly, all of these features have an advantageous effect on the operation of an underwater transmitter.
Die Verbesserung in den Richteigenschaften des vorliegenden Übertragers, wie in Fig. 3 dargestellt ist, zeigt im Vergleich mit einem entsprechenden »Viertelwellen«-Ubertrager früherer Art das Polardiagramm in Fig. 5, in welchem die stark ausgezogene Linie die Eigenschaft des vorliegenden »Halbwellen«-Übertragers und die gepunktete Linie die Eigenschaft eines entsprechenden »Viertelwellen«-Übertragers früherer Art angeben. Es ist festgestellt worden, daß der vorgeschlagene Übertrager bedeutend näher an die Wirkung eines Schwingungskolbens herankommt als der »Viertelwellen«-Übertrager und daß er eine bessere Kurve mit kleineren sekundären Lappen erzeugt.The improvement in the directional properties of the present transducer, as shown in Fig. 3, shows the polar diagram in comparison with a corresponding "quarter-wave" transmitter of earlier type in Fig. 5, in which the strong line indicates the property of the present "half-wave" transmitter and the dotted line the property of a corresponding "quarter-wave" transmitter specify earlier type. It has been found that the proposed transducer is significantly closer approaches the effect of a vibrating piston as the "quarter-wave" transmitter and that it produced a better curve with smaller secondary lobes.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19612013A1 (en) * | 1996-03-15 | 1997-09-18 | Volker Dipl Phys Haenel | Piezoelectric wide-band transducer e.g. for measuring sound waves in solids |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE509494A (en) * | 1951-03-06 |
-
1954
- 1954-08-06 DE DEB32151A patent/DE1113400B/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE509494A (en) * | 1951-03-06 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19612013A1 (en) * | 1996-03-15 | 1997-09-18 | Volker Dipl Phys Haenel | Piezoelectric wide-band transducer e.g. for measuring sound waves in solids |
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