DE1232283B

DE1232283B - Ultrasonic delay line with adjustable delay time

Info

Publication number: DE1232283B
Application number: DE1962C0027314
Authority: DE
Inventors: Vivian Joseph Hammond
Original assignee: AC Cossor Ltd
Current assignee: AC Cossor Ltd
Priority date: 1961-06-28
Filing date: 1962-06-27
Publication date: 1967-01-12
Also published as: GB946708A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL: Int. CL:

H03hH03h

Deutsche Kl.: 21g-34German class: 21g-34

Nummer: 1232283Number: 1232283

Aktenzeichen: C 27314IX d/21 gFile number: C 27314IX d / 21 g

Anmeldetag: 27. Juni 1962Filing date: June 27, 1962

Auslegetag: 12. Januar 1967Opened on: January 12, 1967

Die vorliegende Erfindung betrifft Ultraschall-Verzögerungsleitungen, die einen facettierten Körper aus elastischem, wellenleitendem Material haben, der aus zwei relativ zueinander verschiebbaren Teilen besteht, einen Eingangsübertrager aufweist, mit dem die Welle in den Körper eingespeist wird, und einen Ausgangsübertrager hat, mit dem die Welle wieder abgenommen wird, nachdem diese den Körper auf einem Weg durchlaufen hat, auf dem sie an einer oder mehreren Flächen des Körpers reflektiert wurde, wobei die beiden Teile des Körpers so geformt sind, daß die Länge dieses Weges geändert wird, wenn man sie relativ zueinander verschiebt. In der Praxis besteht der genannte Körper gewöhnlich aus Quarz.The present invention relates to ultrasonic delay lines, which have a faceted body made of elastic, wave-guiding material, the consists of two parts displaceable relative to one another, has an input transformer with which the wave is fed into the body, and has an output transformer with which the wave returns is removed after it has traversed the body on a path on which it is attached to a or several surfaces of the body has been reflected, whereby the two parts of the body are shaped in such a way that that the length of this path is changed if you move them relative to each other. In practice the said body is usually made of quartz.

Die ursprünglichen Verzögerungsleitungen mit facettierten Quarzkörpern haben einen aus einem Stück bestehenden Körper und geben eine vorgegebene Verzögerung. Es ist jedoch, um eine veränderbare Verzögerung zu erhalten, bereits bekannt, den Körper aus zwei Teilen herzustellen, an denen die Eingangs- und Ausgangsübertrager angebracht sind, wobei die Teile aufeinander verschiebbar sind und eine solche Form haben, daß diese Verschiebung eine Veränderung der Weglänge zwischen Eingangsund Ausgangsübertrager bewirkt. Eine bekannte SOO-^isec-Verzögerungsleitung kann beispielsweise über einen Bereich von 40 usec verändert werden. Ein Nachteil dieses Bekannten ist, daß mindestens die Verbindungen zu einem der Übertrager mittels eines beweglichen Anschlusses hergestellt sein müssen, und es bereitet Schwierigkeiten, die Leitung an den Übertrager abzuschirmen.The original faceted quartz body delay lines have one of one Piece of existing body and give a predetermined delay. It is, however, a changeable one To get delay, already known to manufacture the body from two parts on which the input and output transformers are attached, the parts being displaceable on each other and are of such a shape that this shift results in a change in the path length between input and Output transformer causes. A known SOO- ^ isec delay line can, for example can be changed over a range of 40 usec. A disadvantage of this acquaintance is that at least the connections to one of the transmitters can be made by means of a movable connector must, and it is difficult to shield the line to the transformer.

Es ist auch bereits bekannt, einen aus drei Teilen bestehenden Verzögerungskörper mit veränderbarer Verzögerungszeit zu verwenden, bei dem der keilförmige Mittelteil zwecks Änderung der Verzögerungszeit gegenüber den äußeren Teilen, an denen die Wandler angebracht sind, verschiebbar ist. Auch diese Verzögerungseinrichtung hat den Nachteil, daß eine bewegliche elektrische Verbindung zu dem Übertrager an einem der äußeren Teile vorgesehen werden muß.It is also already known to have a delay body consisting of three parts with a variable To use delay time, in which the wedge-shaped middle part for the purpose of changing the delay time is displaceable with respect to the outer parts on which the transducers are attached. Even this delay device has the disadvantage that a movable electrical connection to the Transformer must be provided on one of the outer parts.

Solche Schwierigkeiten können gemäß der Erfindung dadurch vermieden werden, daß sowohl der Eingangs- als auch der Ausgangsübertrager an einem Teil des Körpers angebracht werden, der fest angeordnet ist, während der andere Teil, der keinen Übertrager trägt, auf dem ersten Teil verschiebbar ist.Such difficulties can be avoided according to the invention in that both the Both input and output transducers are attached to a part of the body that is fixed in place while the other part, which does not carry a transformer, is slidable on the first part.

Der genannte eine Teil kann als Hauptkörper und der andere Teil als Einstellkörper bezeichnet werden. Weil beide Übertrager am Hauptkörper befestigt sind, können die Verbindungen zu beiden ÜberUltraschall-Verzögerungsleitung mit
veränderbarer VerzögerungszeitSaid one part can be called the main body and the other part can be called the adjusting body. Because both transducers are attached to the main body, the connections to both can be carried out using an ultrasonic delay line
changeable delay time

Anmelder:Applicant:

A. C. Cossor Limited, LondonA. C. Cossor Limited, London

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. E. F. Eitner, Patentanwalt,Dipl.-Ing. E. F. Eitner, patent attorney,

München 5, Erhardtstr. 8Munich 5, Erhardtstr. 8th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Vivian Joseph Hammond, LondonVivian Joseph Hammond, London

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 28. Juni 1961 (23 437)Great Britain June 28, 1961 (23 437)

trägem durch feststehende Anschlüsse hergestellt werden. Deshalb kann die später beispielsweise in ihren Einzelheiten beschriebene Einrichtung in einem Gehäuse, z. B. einem Metallgehäuse, angeordnet werden, wobei die Anschlüsse in der Wand des Gehäuses befestigt sind. Die Verbindungen zwischen den Anschlüssen und den Übertragern können durch Leitungen konstanter Länge, die nicht flexibel sein müssen, hergestellt werden.produced sluggishly by fixed connections will. Therefore, the device described in detail later, for example, in one Housing, e.g. B. a metal housing, with the connections in the wall of the housing are attached. The connections between the connections and the transformers can be made by cables constant length, which do not have to be flexible.

Die Erfindung kann mit Vorteil für Anordnungen benutzt werden, bei denen der Hauptkörper keilförmige Gestalt hat. Der Hauptkörper hat dabei zwei Hauptflächen, die nicht ganz parallel zueinander verlaufen und so den Keil bilden, und die Welle wird rückwärts und vorwärts zwischen den nicht parallelen Flächen reflektiert, wobei sie entlang des Keiles gegen das engere Ende fortschreitet und dann in ähnlicher Weise zu dem weiteren Ende zurückkehrt, an dem sich Flächen befinden, an denen die Eingangs- und Ausgangsübertrager angebracht sind. Um die vorliegende Erfindung zu realisieren, können die Flächen an den Enden des Keiles so angeordnet sein, daß die Welle zweimal durch den Keil hin- und rückläuft. Der eine Weg ist der übliche, bereits beschriebene Weg. Auf dem anderen Weg startet die Welle in einem kleinen Winkel gegen die Länge des Keiles und erreicht dadurch eine Fläche am anderen Ende, gegen die der Einstellkörper anliegt. Dieser Körper kann ein einfacher Keil mit geeignetem Winkel sein. Die Anordnung kann aber auch so getroffen werden, daß die Welle in den Einstellkörper mehr als einmalThe invention can be used to advantage for arrangements in which the main body is wedge-shaped Has shape. The main body has two main surfaces that are not completely parallel to each other run, thus forming the wedge, and the wave will go back and forth between the non-parallel ones Surfaces as it progresses along the wedge towards the narrower end and then in similarly returns to the wider end where there are faces where the input and output transformers are attached. In order to implement the present invention, the Surfaces at the ends of the wedge should be arranged so that the shaft travels back and forth through the wedge twice. One way is the usual way already described. The wave starts on the other way at a small angle against the length of the wedge and thereby reaches a surface at the other end, against which the adjustment body rests. This body can be a simple wedge with a suitable angle. However, the arrangement can also be made so that the shaft enters the adjustment body more than once

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ein- und austritt, um so eine größere prozentuale Variation zu erhalten.enters and exits so as to obtain a greater percentage variation.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an Hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, von denen die Fig. 1 und 2 Grundrisse von Verzögerungsleitungen mit modifizierter Kegelform darstellen.The invention is described below, for example, with reference to the accompanying drawings which FIGS. 1 and 2 are outlines of delay lines show with modified cone shape.

In der F i g. 1 hat ein Hauptquarzkörper 10 Seitenflächen 11 und 12, die nicht ganz parallel kontinuierlich gegen das rechte Ende der Figur gegeneinander verlaufen. Am rechten Ende der Figur endet der Körper in einer Endfläche 13. Das linke Ende ist geschliffen, um vier Flächen 14 bis 17 zu bilden. Ein Eingangsübertrager 18 ist an der Fläche 14 angebracht und eine von diesem induzierte Welle folgt dem durch die ausgezogenen Linien ^l dargestellten Weg, der entlang des Körpers zu einem Punkt 19 auf der rechten Seite der Fläche 11 führt, von der der Weg (kurze strichpunktierte Linien B) entlang des Körpers zu einem Punkt 20 auf der Fläche 12 zurückkehrt. An diesem Punkt könnten die Wellen normalerweise durch den an dieser Fläche angebrachten Übertrager abgenommen werden, aber gemäß der vorliegenden Erfindung folgt die Welle einem Weg, der durch kurze gebrochene Linien C angedeutet ist, auf dem die Welle von der Fläche 15 zurück in den Hauptkörper unter einem solchen Winkel reflektiert wird, daß er die Endfläche 13 nach einer Reflexion an der Fläche 12 erreicht.In FIG. 1 has a main quartz body 10 side surfaces 11 and 12, which are not completely parallel and continuously against one another towards the right end of the figure. At the right end of the figure the body terminates in an end face 13. The left end is ground to form four faces 14-17. An input transducer 18 is attached to the surface 14 and a wave induced by this follows the path shown by the solid lines ^ l, which leads along the body to a point 19 on the right side of the surface 11, from which the path (short dash-dotted Lines B) returns along the body to a point 20 on surface 12. At this point the shafts could normally be picked up by the transducer attached to that surface, but in accordance with the present invention the shaft follows a path indicated by short broken lines C on which the shaft moves from surface 15 back into the main body below is reflected at such an angle that it reaches the end surface 13 after a reflection on the surface 12.

Ein Quarzkeil 21 hat eine Fläche 22, die gegen die Fläche 13 gepreßt ist, wobei ein dünner Film von Polyisobutylen als Zwischenschicht dient und die Welle, die dem Weg 10 folgt, tritt deshalb in den Keil 21 ein und trifft eine seiner Flächen 23 unter einem Winkel von etwa 50° bezüglich der Fläche 22. Die von der Fläche 23 reflektierte Welle folgt einem Weg, der durch lange strichpunktierte Linien D angedeutet ist, und tritt wieder in den Hauptkörper 10 an der Berührungsfläche zwischen den Flächen 13 und 22 ein. Der Weg D schließt eine Reflexion an jeder der Flächen 11 und 12 ein, bevor er den Ausgangsübertrager 24, der an der Fläche 17 angebracht ist, erreicht.A quartz wedge 21 has a face 22 pressed against face 13 with a thin film of polyisobutylene serving as an intermediate layer and the wave following path 10 therefore enters wedge 21 and hits one of its faces 23 under one Angle of about 50 ° with respect to surface 22. The wave reflected by surface 23 follows a path indicated by long dot-dash lines D and re-enters main body 10 at the contact surface between surfaces 13 and 22. Path D includes reflection at each of surfaces 11 and 12 before reaching output transducer 24 attached to surface 17.

Der Keil 21 kann auf der Fläche 13 in der durch die Pfeile 25 angedeuteten Richtung verschoben werden, und eine der möglichen Stellungen des Keiles ist mit 21' angedeutet. Man sieht, daß bei dieser Lage des Keiles der Weg C verlängert ist und daß der neue Rückweg zum Übertrager 24, der durch lange gestrichelte Linien E angedeutet ist, länger ist als der Weg D. Durch die Verschiebung des Keiles 21 wird also eine Änderung der gesamten Weglänge und dadurch der Verzögerungszeit bewirkt. Mit der dargestellten Form kann eine Verzögerungszeit zwischen etwa 740 und 790 μβεο erreicht werden, wenn man einen Haupikörper von 20 cm Länge benutzt.The wedge 21 can be displaced on the surface 13 in the direction indicated by the arrows 25, and one of the possible positions of the wedge is indicated by 21 '. It can be seen that in this position of the wedge, the path C is lengthened and that the new return path to the transformer 24, which is indicated by long dashed lines E , is longer than the path D. By shifting the wedge 21 is a change in the overall path length and thus the delay time. With the shape shown, a delay time between about 740 and 790 μβεο can be achieved if a main body of 20 cm in length is used.

Die zweite Figur zeigt eine abgeänderte Form mit zwei Eintritten in den Keil. Die Bahn verläßt den Übertrager 18 auf dem Weg A und läuft auf einem Zickzackweg rückwärts und vorwärts gegen das schmalere Ende des Keiles und kehrt dann in ahnlicher Weise entlang des Weges B zu der Fläche 30 zurück. Von dort wird die Welle entlang des Weges C auf die am schmalen Ende des Keiles liegende Fläche reflektiert, die den Ausgangsübertrager 24 aufweist. Die Welle trifft diese Fläche im Punkt 32, der vom Übertrager entfernt liegt, und wird deshalb entlang des Weges D zu der Hauptendfläche 33 am weiteren Ende reflektiert. Auf dieser Fläche ist der Keil angeordnet. Der Weg der Welle ist für die Lage des Keiles, die durch eine ausgezogene Linie dargestellt ist, durch gebrochene Linien veranschaulicht. Von der reflektierenden Fläche 23 des Keiles geht der Weg F zu einer anderen Fläche 34 am schmaleren Ende, dann zurück entlang des Weges G wieder in den Keil 21 und schließlich zum Übertrager entlang des Weges H. Der parallel verlaufende, aber längere Weg für die Lage des Keiles 21', die durch gebrochene Linien dargestellt ist, ist durch strichpunktierte Linien veranschaulicht. Bei dieser Anordnung erhält man eine größere prozentuale Variation der Verzögerung, weil die Welle zweimal in den Keil eintritt.The second figure shows a modified form with two entrances to the wedge. The web exits the transducer 18 on path A and zigzagged back and forth towards the narrower end of the wedge and then returns along path B to surface 30 in a similar manner. From there, the wave is reflected along the path C onto the surface at the narrow end of the wedge that has the output transformer 24. The wave hits this surface at point 32, which is remote from the transmitter, and is therefore reflected along the path D to the main end surface 33 at the further end. The wedge is arranged on this surface. The path of the shaft is illustrated by broken lines for the position of the wedge, which is represented by a solid line. From the reflective surface 23 of the wedge, the path F goes to another surface 34 at the narrower end, then back along the path G again into the wedge 21 and finally to the transmitter along the path H. The parallel but longer path for the layer of the wedge 21 'shown by broken lines is shown by dot-dash lines. With this arrangement, there is a greater percentage variation in deceleration because the shaft enters the wedge twice.

Claims

Patent claims:

1. Ultrasonic delay line with adjustable delay time and with a faceted body made of elastic, wave-guiding material, which consists of two mutually displaceable Sharing consists, with an input transformer, through which the wave is fed into the body and with an output transformer, with which the shaft is removed again, after it has traversed the body on a path on which it is attached to one or more Surfaces of the body was reflected, the two parts of the body are shaped so that the length of this path is changed when they are moved relative to each other, thereby characterized in that both the input transformer (18) and the output transformer (24) are mounted on a stationary part (10) of the body and that only the other part body, which does not have a transformer, is arranged displaceably on the first is.

2. delay line according to claim 1, characterized in that the body in one Housing is arranged and connecting lines of constant length through the wall of the housing Connect sufficient connections with the transformers.

3. delay line according to claims 1 or 2, characterized in that the main body (10) has a conical shape and its reflector surfaces (13, 15 or 30, 31, 33, 34) the ends are arranged so that the shaft runs back and forth in the cone at least twice, whereby it enters and exits the adjusting body at least once, which is connected to a surface (13 or 33) is located at one end of the cone.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2703,867.

1 sheet of drawings