DE1273085B - Elektromechanische Verzoegerungsanordnung - Google Patents

Elektromechanische Verzoegerungsanordnung

Info

Publication number
DE1273085B
DE1273085B DE1965T0030041 DET0030041A DE1273085B DE 1273085 B DE1273085 B DE 1273085B DE 1965T0030041 DE1965T0030041 DE 1965T0030041 DE T0030041 A DET0030041 A DE T0030041A DE 1273085 B DE1273085 B DE 1273085B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transit time
time body
arrangement according
transducers
circle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1965T0030041
Other languages
English (en)
Inventor
Josef Deckert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken Patentverwertungs GmbH
Original Assignee
Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefunken Patentverwertungs GmbH filed Critical Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority to DE1965T0030041 priority Critical patent/DE1273085B/de
Publication of DE1273085B publication Critical patent/DE1273085B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/30Time-delay networks
    • H03H9/36Time-delay networks with non-adjustable delay time

Description

  • Elektromechanische Verzögerungsanordnung Die Erfindung befaßt sich mit einer elektromechanischen Verzögerungsanordnung für Ultraschallwellen, bestehend aus mindestens zwei elektromechanischen Wandlern, die über einen Laufzeitkörper mechanisch miteinander verbunden sind.
  • Das Prinzip der Ultraschallverzögerungsleitungen ist bekannt (vgl. beispielsweise in der Zeitschrift »Philips' Technische Rundschau«, Bd. 24 [19651, Heft 4/5, S. 89 bis 110 die Abhandlung »Ultraschallverzögerungsleitungen und ihre Anwendung im Fernsehen«). Hierbei wird die relativ geringe Geschwindigkeit mechanischer Wellen in festen Stoffen benutzt, um elektrische Signale großer Bandbreite zu verzögern. Die erreichbaren Verzögerungszeiten sind abhängig vom Elastizitätsmodul und der Dichte des Verzögerungskörpers sowie dem Weg, den die mechanischen, d. h. Ultraschallwellen im Körper zurücklegen, und liegen in der Größenordnung von einigen Mikrosekunden bis zu einigen Millisekunden. Ferner ist es bekannt, mit Hilfe von Mehrfachreflexionen der Schallwellen im Laufzeitkörper die Abmessungen des erforderlichen Körpers für große Laufzeiten erheblich zu verringern. Die bisher bekannten Verzögerungskörper mit ebenen Begrenzungsflächen bilden zwar parallele Wellenbündel, die vom Eingangswandler angeregt werden, relativ gut auf den Ausgangswandler ab, doch ist es bekannt, daß eine parallele Bündelung nur im sogenannten Nahfeld gegeben ist. Im Fernfeld hingegen, wie es für große Verzögerungsstrecken praktisch immer der Fall ist, liegt ein divergierendes Wellenbündel vor. Der Eingangswandler hat, entsprechend einer Antenne, eine Richtungscharakteristik mit einer Haupt- und mehreren Nebenkeulen.
  • Außerdem ist bereits bekannt, die Reflexionsstellen einer derartigen Verzögerungsanordnung als Kreisbogen auszubilden, um eine Fokussierung der Wellenbündel zu erzielen (vgl. deutsche Auslegeschrift 120150l.). Auch hierbei wird jedoch davon ausgegangen, daß jeder Punkt des Eingangswandlers ein streng paralleles Wellenbündel aussendet. Um dieses Wellenbündel schon vom Wandler her zu fokussieren, kann der Wandler konkav ausgebildet werden, was jedoch bezüglich der technischen Herstellbarkeit erhebliche Schwierigkeiten mit sich bringt. Außerdem zeigen konkave Schwingungsgebilde bei Anregung zu mechanischen Schwingungen erhebliche Nebenwellen. Aus obiger Literaturstelle ist ferner bekannt, am Kreisumfang der Verzögerungsleitung wenigstens eine Stelle mit dem doppelten Halbmesser des Zylinders vorzusehen.
  • Durch die deutsche Auslegeschrift 1139 218 ist es ferner bekannt, derartige Laufzeitkörper mit Bohrungen zu versehen, um hierdurch die Störsignale zu verringern.
  • Darüber hinaus ist in der USA.-Patentschrift 2 839 731. bei einer Festkörper-Verzögerungsanordnung beschrieben, daß man im Laufzeitkörper zu beiden Seiten der Wandler Schlitze anbringen kann, um damit die Störsignale zu verringern.
  • Bei den bisher bekanntgewordenen Verzögerungsanordnungen hat es sich gezeigt, daß man auf Grund der nicht genügend unterdrückten Nebenkeulen der Charakteristik unerwünschte Reflexionen erhält, was die Ausgangssignale verfälscht. Auch können besonders bei Verwendung von polykristallinem Material, z: B. Ferrit, allzu dichte Überschneidungen der Wellenzüge zu Störungen führen.
  • Ziel vorliegender Erfindung ist es deshalb, die oben geschilderten Nachteile zu vermeiden. Ausgehend von einer elektromechanischen Verzögerungsanordnung mit Unterdrückung schädlicher Nebenwellen für Ultraschallwellen, bestehend aus mindestens zwei elektromechanischen Wandlern, die über einen Laufzeitkörper mechanisch miteinander verbunden sind und Grund- und Deckflächen aufweisen, die Form eines n-Ecks mit einer ungeraden Zahl von Ecken hat und bei der die Ein- und Ausgangspunkte der Schallwelle sowie deren Reflexionspunkte auf dem gleichen Kreis liegen, wobei der Krümmungsradius der abgerundeten Seiten gleich dem Durchmesser des Kreises ist, auf dem die Reflexionspunkte liegen, wird hierzu erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß folgende an sich bekannte Teilmerkmale gleichzeitig angewendet werden: a) Die Mantelflächen des Vieleckkörpers sind zusätzlich noch in vertikaler Richtung gewölbte Flächen, deren Krümmungsradius gleich dem Durchmesser des Kreises ist, auf dem die Reflexionspunkte liegen; b) der Laufzeitkörper besitzt ein Innenloch, das die die Form eines Vielecks hat; c) zu beiden Seiten der Wandler sind Schlitze im Laufzeitkörper angebracht.
  • An Hand der Figur soll im folgenden die Erfindung und deren Vorteile näher erläutert werden.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Laufzeitkörper Grund- und Deckflächen in Form eines Fünfecks auf, welches (5-2) abgerundete Seiten aufweist, die mit 2, 3 bzw. 4 bezeichnet sind. Auf den beiden geraden Seiten 5 und 6 des Laufzeitkörpers 1 sind die beiden Wandler 7 und 8 angebracht, die den Wellenzug aussenden bzw. empfangen. In dem gezeigten Beispiel wird der Wellenzug dreimal an den Berandungsflächen des Fünfeckkörpers reflektiert. Die Ein- und Austrittsstelle sowie die Reflexionsstellen liegen alle auf dem Umfang des gleichen Kreises, dessen Radius mit r bezeichnet ist. Damit das divergierende Wellenbündel durch die verschiedenen Reflexionen nicht in unerwünschter Weise noch verbreitert wird, sind die reflektierenden Flächen der Seiten 2, 3 und 4 als Kreisbogen ausgebildet, deren Mittelpunkte 2', 3' und 4' der Schnittpunkt der Einfallslote mit dem Umfang des obenerwähnten Kreises ist, wobei der Krümmungsradius der abgerundeten Seiten 2, 3 bzw. 4 gleich dem Durchmesser des erwähnten Kreises gewählt ist. Damit erreicht man, daß die divergierenden Wellenbündel nach der Reflexion wieder in einem Punkt vereinigt werden. Durch die ungerade Zahl der Reflexionen wird somit jeder Punkt des strahlenden Eingangswandlers 7 wieder im genau gleichen Punkt des Ausgangswandlers 8 abgebildet. Durch die Verwendung eines geschlossenen Vielecks einerseits sowie jeder Seite eines Vielecks für eine Reflexion bzw. Eingang und Ausgang andererseits ergeben geringe Winkelverschiebungen der Seiten gegeneinander, beispielsweise durch Schrumpfung beim Sintern des Laufzeitkörpers, nur eine Parallelverschiebung der Strahlen im Ausgangswandler, da die Summe aller Winkel stets 360° bleibt. Auf Grund der einfachen geometrischen Beziehungen läßt sich bei Kenntnis der Werte für den Elastizitätsmodul E und die Dichte 99 des Materials sowie der geforderten Laufzeit z die erforderliche Weglänge l sowie die Größe des Vielecks berechnen. Es gelten folgende Beziehungen wobei r den Radius des Kreises und n die Zahl der Teilstrahlen innerhalb des Laufzeitkörpers von Wand zu Wand bedeutet und mit cp der Halbwinkel zwischen zwei an der gleichen abgerundeten Seite des Vielecks reflektierten Strahlen bezeichnet ist.
  • Die Größe des Laufzeitkörpers kann dadurch in einfacher Weise den jeweiligen Bedingungen angepaßt werden. Außerdem ist es durch Abschleifen an einer der reflektierenden Stellen leicht möglich, die Laufzeit nach Anbringen der Wandler. exakt abzugleichen. Um auch die Divergenz des Wellenbündels in vertikaler Richtung zu kompensieren, kann die Mantelfläche des Vieleckkörpers an den Reflexionsseiten eine auch in der vertikalen Richtung gewölbte Fläche bilden, deren Krümmungsradius in der vertikalen Richtung ebenfalls gleich dem Durchmesser des in der Zeichnung gestrichelt eingezeichneten Kreises 9 ist.
  • Um zu vermeiden, das Störwellen, z. B. auch von den Nebenkeulen, auf direktem Weg vom Eingangswandler zum Ausgangswandler gelangen und störende Signale hervorrufen, ist in Weiterführung der Erfindung in der Mitte des Laufzeitkörpers eine Aussparung 10 vorgesehen, die ebenfalls durch ein Vieleck gebildet wird. Ein zusätzlicher Vorteil dieser Aussparung besteht darin, daß man hierdurch eine einfache Halterungsmöglichkeit für den Laufzeitkörper erhält.
  • In Weiterführung der Erfindung werden seitlich der Wandler 7 bzw. 8 Schlitze 11, 12 bzw. 13, 14 angebracht, um damit unerwünschte Störwellen zu unterdrücken. Bei der Verwendung von magnetostriktiven Wandlern, die bekanntlich einer Vormagnetisierung bedürfen, bringt dies den zusätzlichen Vorteil, die erforderlichen Dauermagnete in Form von Kappen über die Wandler zu stülpen. Dies bringt eine Verstärkung der Vormagnetisierung. Darüber hinaus ergibt sich durch die Anbringung der obenerwähnten Schlitze eine einfache Möglichkeit zur Anbringung einer Spule. Man ist dadurch in der Lage, ohne Zuhilfenahme von besonderen Wandlern am Laufzeitkörper 1 direkt Longitudinalschwingungen zu erzeugen.
  • Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind Eingangswandler 7 und Ausgangswandler 8 an zwei nicht angrenzenden Seiten des Vielecks angeordnet, so daß man eine ausreichende elektrische und magnetische Entkopplung erreicht.
  • In einer Weiterführung der Erfindung ist der Laufzeitkörper aus magnetischem Material, insbesondere Ferrit, aufgebaut. Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Laufzeit der Ultraschallwelle im Material beeinflußt werden kann. Auch hierfür bietet die erfindungsgemäße Anordnung besondere Vorteile. Durch die Anbringung der zentralen Aussparung 10 kann beispielsweise eine zusätzliche Wicklung angebracht werden, um den Laufzeitkörper in der Ebene der Wellenausbreitung vorzumagnetisieren. Da hierbei ein geschlossener, magnetischer Kreis vorliegt, reichen relativ niedrige Ströme aus, um die erforderlichen Feldstärken zu realisieren im Gegensatz zu Körpern mit stark geschertem, magnetischem Kreis, beispielsweise mit einem geraden oder V-förmig ausgebildeten Stab.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung wird eine zusätzliche Gleichstromversorgung für die gewünschte Vormagnetisierung dadurch vermieden, daß man Dauermagnete verwendet. Dies kann derart erfolgen, daß auf der Grund- und/oder Deckfläche des Laufzeitkörpers 1 Dauermagnete derart angebracht sind, daß sie gegeneinander verdreht werden können. Ein derartiger Dauermagnet besteht beispielsweise aus einer Scheibe mit einer Innenbohrung, die abwechselnd mit einem Süd- bzw. einem Nordpol versehen ist. Die gesamte Anordnung ist dann derart aufgebaut, daß zwei solche Magnetscheiben vorgesehen sind, von denen eine unterhalb und eine oberhalb des Laufzeitkörpers so angeordnet sind, daß die Verbindungslinien der Pole untereinander möglichst parallel zu den Fortpflanzungslinien der Welle liegen. Eine Abstimmöglichkeit besteht darin, daß man eine Scheibe bezüglich der anderen drehbar anordnet, so daß die beiden Extremfälle möglich sind, bei denen einmal gleiche Pole, zum anderen entgegengesetzte Pole übereinanderliegen. Mit Hilfe dieser drehbar ausgeführten Anordnung der Dauermagnete wird eine kontinuierliche und einfache Variation ermöglicht.
  • Ferner bietet die Erfindung die Möglichkeit, eine Verzögerungsanordnung aufzubauen, bei der die Laufzeit in einem festen Verhältnis einstellbar ist. Dies wird dadurch möglich, daß an den Reflexionsstellen der Wellen (beim in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel an den Punkten 2", 3" bzw. 4") zusätzliche Ausgangswandler vorgesehen werden. Da bei dem erfindungsgemäßen Aufbau des Laufzeitkörpers die Weglängen der Teilwellen innerhalb des Körpers alle gleiche Länge aufweisen, ergeben sich somit Laufzeiten, die im Verhältnis einfacher ganzer Zahlen stehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel in Form eines fünfeckigen Laufzeitkörpers kann man durch Anbringen der obenerwähnten zusätzlichen Ausgangswandler somit ein Laufzeitverhältnis von 1 : 2 : 3 : 4 wahlweise abgreifen.
  • Die erfindungsgemäße Ausbildung der Verzögerungsanordnung weist eine einfache Form auf, die insbesondere bei Verwendung von Ferrit als Material für den Laufzeitkörper preß- und sintertechnisch einfach herzustellen ist, so daß eine rationelle Fertigung gewährleistet ist, was bei Verwendung in Fernsehgeräten beispielsweise von ausschlaggebender Bedeutung ist.

Claims (7)

  1. Patentansprüche: 1. Elektromechanische Verzögerungsanordnung mit Unterdrückung schädlicher Nebenwellen für Ultraschallwellen, bestehend aus mindestens zwei elektromechanischen Wandlern, die über einen Laufzeitkörper mechanisch miteinander verbunden sind, der Grund- und Deckflächen aufweist, welche die Form eines n-Ecks mit einer ungeraden Zahl von abgerundeten Ecken hat, und bei der die Ein- und Ausgangspunkte der Schallwelle sowie deren Reflexionspunkte auf dem gleichen Kreis liegen, wobei der Krümmungsradius der abgerundeten Seiten gleich dem Durchmesser des Kreises ist, auf dem die Reflexionspunkte liegen, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender an sich bekannter Teilmerkmale: a) Die Mantelflächen (2, 3, 4) des Vieleckkörpers sind zusätzlich noch in vertikaler Richtung gewölbte Flächen, deren Krümmungsradius gleich dem Durchmesser (2r) des Kreises ist, auf dem die Reflexionspunkte (2", 3", 4") liegen; b) der Laufzeitkörper (1) besitzt ein Innenloch (10), das die Form eines Vielecks hat; c) zu beiden Seiten der Wandler (7, 8) sind Schlitze (11, 12, 13, 14) im Laufzeitkörper (1) angebracht.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (7, 8) und der Laufzeitkörper (1) aus Ferrit bestehen.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfang und das Ende der Laufzeitstrecke des Laufzeitkörpers durch Aufbringen einer geeigneten Wicklung als Wandler (7, 8) ausgebildet ist.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3 mit veränderbarer Laufzeit, dadurch gekennzeichnet, daß an den Laufzeitkörper (1) aus Ferrit ein variables Vormagnetisierungsfeld so angelegt ist, daß der Laufzeitkörper in der Ebene der Wellenausbreitung magnetisiert wird.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Laufzeitkörper umgebende, von einem veränderbaren Strom durchflossene Spule angebracht ist.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unter- und/oder Oberseite des Laufzeitkörpers gegeneinander verdrehbare Dauermagnete angebracht sind.
  7. 7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Reflexionsstellen (2", 3", 4") der Wellen auf dem Kreis zusätzliche Wandler angebracht sind. B. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Verwendung findet in Fernsehempfängern. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1201501, 1139 218; USA.-Patentschrift Nr. 2 839 731; »Philips' Technische Rundschau«, Bd. 24 (1965), Heft 4/5, S. 89 bis 110.
DE1965T0030041 1965-12-16 1965-12-16 Elektromechanische Verzoegerungsanordnung Pending DE1273085B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1965T0030041 DE1273085B (de) 1965-12-16 1965-12-16 Elektromechanische Verzoegerungsanordnung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1965T0030041 DE1273085B (de) 1965-12-16 1965-12-16 Elektromechanische Verzoegerungsanordnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1273085B true DE1273085B (de) 1968-07-18

Family

ID=7555307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1965T0030041 Pending DE1273085B (de) 1965-12-16 1965-12-16 Elektromechanische Verzoegerungsanordnung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1273085B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS499953A (de) * 1972-05-22 1974-01-29
JPS4918248A (de) * 1972-06-08 1974-02-18
FR2197270A1 (de) * 1972-08-22 1974-03-22 Asahi Glass Co Ltd
JPS5418143U (de) * 1978-06-29 1979-02-06

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2839731A (en) * 1953-01-14 1958-06-17 Bell Telephone Labor Inc Multi-facet ultrasonic delay line
DE1139218B (de) * 1953-11-30 1962-11-08 Marconi Wireless Telegraph Co Ultraschall-Verzoegerungseinrichtung
DE1201501B (de) * 1963-07-19 1965-09-23 Philips Nv Schall- oder Ultraschall-Verzoegerungsleitung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2839731A (en) * 1953-01-14 1958-06-17 Bell Telephone Labor Inc Multi-facet ultrasonic delay line
DE1139218B (de) * 1953-11-30 1962-11-08 Marconi Wireless Telegraph Co Ultraschall-Verzoegerungseinrichtung
DE1201501B (de) * 1963-07-19 1965-09-23 Philips Nv Schall- oder Ultraschall-Verzoegerungsleitung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS499953A (de) * 1972-05-22 1974-01-29
JPS4918248A (de) * 1972-06-08 1974-02-18
FR2197270A1 (de) * 1972-08-22 1974-03-22 Asahi Glass Co Ltd
JPS5418143U (de) * 1978-06-29 1979-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE202016008306U1 (de) Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art und Antennensystem
DE2016109B2 (de) Filter nach dem Oberflächenwellenprinzip
DE3540610A1 (de) Ultraschallpruefkopf
DE1704823C3 (de) Aus aufgewickelten Fasern bestehendes Gefäß
DE2408610A1 (de) Optimierte monopulsstrahlungsquelle
DE2655686B2 (de) Ultraschallwellentrichter
DE1273085B (de) Elektromechanische Verzoegerungsanordnung
DE2742362C2 (de) Aus einer Wendel bestehende Verzögerungsleitung für eine Lauffeldröhre
DE2607879A1 (de) Elektromechanisches filter
CH471988A (de) Einrichtung mit einem Klinkenrad und mindestens einem zu seinem Antrieb dienenden Schwingorgan
EP0508325A1 (de) Reflektive Verzögerungsleitung in Oberflächenwellentechnik
DE1466365C (de) Breitband Zirkularpolansator fur sehr kurze elektromagnetische Wellen
DE1214811B (de) Mechanisches Resonanzfilter
DE1113477B (de) In seiner XY-Ebene schwingender piezoelektrischer Bieger und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2603348C3 (de) Übergangsleitungsstück und damit aufgebaute Anordnung zur Kopplung zwischen Koaxialleitungen und einer konzentrischen Mehrfachleitung sowie deren Verwendung
DE1933950A1 (de) Anordnung zum Erregen einer Schwingungsform H20 in einem rechteckigen Hohlleiter sowie diese Anordnung enthaltende Monoplusquelle
DE3423492C2 (de)
DE3809927C2 (de)
DE2064258A1 (de) Elektroakustischer Ultraschall erzeuger
DE2047364A1 (de) Piezoelektrischer Wandler
EP1169143A1 (de) Impuls-ultraschallwandler mit einem elementarblock aus piezoelektischem material
DE736654C (de) Einrichtung fuer den Empfang und die Richtungsbestimmung von Geraeuschen, insbesondere in Wasser
DE2159773C3 (de) Piezoelektrischer Wandler für Biegeschwingungen
DE659836C (de) Sendeanordnung zur Erzielung von Kurslinien
DE1466365A1 (de) Breitband-Zirkularpolarisator fuer sehr kurze elektromagnetische Wellen