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Druckbildwandler Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckbildwandler
zur Sichtbarmachung von flächenhaft verteilten Druckunterschieden. Solche etwa bildhaft
verteilten Druckunterschiede entstehen z. B. bei der Durchstrahlung von Gegenständen
mit Schall bzw. Ultraschall und auch bei der Reflexion von Schall an Gegenständen.
Es können aber auch andere Druckverteilungen in Gasen und Flüssigkeiten sichtbar
gemacht werden.
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Zur Sichtbarmachung von Druckverteilungen, insbesondere von Schallbildern,
wurden bereits viele Anordnungen und Verfahren vorgeschlagen. Bei den verschiedenen
Vorschlägen werden zur Bilderzeugung die vom Schall auf die Materie ausgeübten Wirkungen,
z. B. durch Ausleuchtung von Leuchtstoffen und auch durch Auslösung von Elektronen
in der Fotokathode eines Vakuumbildwandlers verwendet.
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Eine andere Wirkung des Schalls, die benutzt wurde, ist die Einwirkung
auf piezoelektrische Stoffe. Diese wurde benutzt zur Steuerung der Helligkeitsausstrahlung
einer elektrolumineszierenden Schicht. Die dazu benutzte Anordnung entspricht weitgehend
dem bekannten Elektrolumineszenz-Festkörper-Bildwandler. Sie besteht aus zwei flächenhaften
Elektroden, von denen wenigstens eine durchsichtig ist. Bei mechanischer oder elektrischer
Anregung des Piezoschwingers regt die zwischen den zwei Elektroden an der piezoelektrischen
Schicht auftretende Wechselspannung die elektrolumineszierende Schicht zur Lichtemission
an. Die elektrolumineszierende Schicht liegt an der durchsichtigen Elektrode an.
Es bereitet Schwierigkeiten, derartige Bildwandler herzustellen, weil große flächenhafte
Schichten eines piezoelektrischen Stoffes schwierig herzustellen sind.
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Erfindungsgemäß sind die vorgenannten Schwierigkeiten vermieden, indem
ein Druckbildwandler, bei welchem zwischen zwei flächenhaften Elektroden eine elektrolumineszierende
Schicht und eine Steuerschicht liegen, dadurch gekennzeichnet ist, daß die Steuerschicht
aus einem Stoff besteht, der bei Druckerhöhung seinen elektrischen Widerstand ändert.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung können einfache Stoffe, etwa Kohlenmikrofonkörnchen
benutzt werden, um ein Schallbild sichtbar zu machen. Es ist leicht einzusehen,
daß beim Auftreffen von Schallwellen auf die Kohlemikrofonschicht je nach der Stärke
des auftreffenden Schalls höhere oder niedrigere Leitfähigkeit entsteht. Dadurch
wird in der Steuerschicht ein Bild flächenhaft verteilter unterschiedlicher Leitfähigkeit
erhalten. Durch diese unterschiedlichen Leitfähigkeiten wird die Helligkeit der
Elektrolumineszenzschicht in bekannter Weise ebenfalls flächenhaft gesteuert, so
daß ein Leuchtbild der unterschiedlich stark auftreffenden Schallwellen erhalten
wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform besteht ein aufgebauter Bildwandler
aus einer Glasplatte, die an ihrer einen Seite eine durchsichtige leitfähige Schicht,
etwa eine Zinndioxydschicht, trägt. Auf der leitfähigen Schicht liegt eine Elektrolumineszenzschicht,
die als Leuchtstoff etwa mit Kupfer aktiviertes Zinksulfid und als Bindemittel z.
B. Epoxydharz enthält. Auf die elektrolumineszierende Schicht folgt dann eine Kohlekörnerschicht,
die an ihrer freien Oberfläche durch eine dünne, leitende, 10 R, dicke Folie, etwa
aus Aluminium, abgedeckt ist. Die Folie wird ihrerseits gehalten durch ein Gitter.
An der leitfähigen durchsichtigen Schicht und an der dünnen Folie sind die beiden
Pole einer etwa 220 Volt/ 50 Hertz führenden Wechselspannungsquelle angeschlossen.
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Beim Auftreffen von Schallwellen durch das Gitter hindurch auf die
Kohlekörnchen werden diese je nach der Stärke der Schallwelle mehr oder weniger
stark zusammengedrückt. Dadurch entstehen in der beim Kohlemikrofon bekannten Weise
Stellen unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit. Das an der elektrolumineszierenden
Schicht liegende elektrische Feld wird damit entsprechend dem auftreffenden Schall
gesteuert.
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In einer anderen beispielsweisen Ausführung ist auf der durchsichtigen
leitfähigen Schicht der Glasplatte eine etwa 30 bis 40 [, dicke elektrolumineszierende
Schicht angebracht. Auf diese folgt eine 250 [, dicke Schicht aus einem druckempfindlichen
Anstrich, der hergestellt ist aus einer druckempfindlichen Farbe. Eine solche Anstrichfarbe
enthält anorganisches Material, welches durch einen Lack gebunden ist und Schichten
ergibt, die beim Auftreten
von Druck an den betroffenen Stellen
erhöhte Leitfähigkeit zeigen. Solche druckempfindlichen Widerstandsschichten erhält
man z. B. mit den aus USA beziehbaren »pressure sensitive paints«, die genügend
hochohmig sind und einen breiten Widerstandsbereich haben. Auf die druckempfindliche
Schicht folgt eine Elektrode aus Leitfarbe, die z. B. kolloidalen Graphit oder kolloidales
Silber enthält. Auch an diesen Bildwandler wird eine Wechselspannung von vorzugsweise
220 Volt und 50 Hertz angeschlossen. Die Wirkungsweise entspricht derjenigen des
oben beschriebenen Beispiels.
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In den F i g. 1 und 2 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele bildlich
dargestellt.
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In der F i g. 1 ist mit 1 die Glasplatte bezeichnet, auf welcher sich
der leitfähige Belag 2 befindet. Auf dem leitfähigen Belag ist die elektrolumineszierende
Schicht 3 aufgebracht. An diese schließt sich die aus Kohlekörnchen 4 bestehende
Steuerschicht 5 an. Die Steuerschicht selbst wird abgeschlossen durch die Aluminiumfolie
6, die ihrerseits wiederum durch das Gitter 7 gehalten wird. An die Elektrode 2
und die Folie 6 ist die Wechselspannungsquelle 8 (220 Volt, 50 Hertz) angeschlossen.
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In der F i g. 2 folgt auf die durchsichtige, leitfähige Schicht 9,
welche die eine Seite der Glasplatte 10 bedeckt, die elektrolumineszierende Schicht
11, die ihrerseits mit einem druckempfindlichen Anstrich 12 versehen ist. Auf dem
druckempfindlichen Anstrich 12 liegt eine aus kolloidalem Silber bestehende leitfähige
Schicht 13, die an dem einen Pol der Wechselspannungsquelle 14 mit 50 Hertz/220
Volt liegt. Der andere Pol der Spannungsquelle 14 liegt an der durchsichtigen, leitfähigen
Schicht 9.
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Die Wirkungsweise der beiden dargestellten Beispiele geht aus der
vorhergehenden Beschreibung so eindeutig hervor, daß sich seine nochmalige Schilderung
erübrigt.