DE1462179A1

DE1462179A1 - Converter

Info

Publication number: DE1462179A1
Application number: DE19651462179
Authority: DE
Inventors: Barnes Jun Roswell P
Original assignee: Northrop Grumman Corp
Current assignee: Northrop Grumman Corp
Priority date: 1964-09-11
Filing date: 1965-07-05
Publication date: 1969-02-13
Also published as: US3403234A; GB1082128A; DE1462179B2

Description

PATENTANWÄLTE
DR.-ING.VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD PATENT LAWYERS
DR.-ING. BY KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD

DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES PT PDR.-ING. TH. MEYER DR. FUES PT P

KÖLN 1, DEICHMANNHAUSCOLOGNE 1, DEICHMANNHAUS

5.7.I965 B/Se5.7. I965 B / Se

Northrop Corporation,Northrop Corporation,

9744 Wilshire Boulevard, Beverly Hills, California, V.St.A9744 Wilshire Boulevard, Beverly Hills, California, V.St.A.

Umwandler.Converter.

Die Erfindung betrifft Energieumwandler, insbesondere einen neuartigen Umwandler zur Umwandlung von Druck in eine mechanische Bewegung oder in elektrische Spannung bzw. einer elektrischen Spannung in eine entsprechende Druckwelle.The invention relates to energy converters, and more particularly to a novel converter for converting pressure to mechanical movement or in electrical voltage or an electrical voltage in a corresponding pressure wave.

wie Für den Gebrauch bei solchen Anwendungen, *>e4 dem Studium von Explosionsdruekwellen o.dgl., besteht Bedarf nach einem akustischen Umwandler, der in einem großen dynamischen Bereich auf einen großen Bereich von Frequenzen im Über- und Unterschallbereich ansprechen kann. Die üblichen Mikrophone, die gespannte Membranen enthalten, weisen eine große Empfind-: lichkeit auf, sind aber der Beschädigung oder Zerstörung durch mechanische oder akustische Stöße ausgesetzt, die nach einer Explosion oder während eines Gewitters auftreten können, Gegenstand der Erfindung ist daher, die Umwandlung von Druck in Spannung über einen großen Bereich von Drücken und Frequenzen zu erleichtern.as for use in such applications, *> e4 the study of explosion pressure waves or the like., There is a need for an acoustic transducer that is used in a large dynamic Range can respond to a wide range of frequencies in the supersonic and subsonic range. The usual microphones which contain strained membranes show a great sensitivity: chance, but are exposed to damage or destruction by mechanical or acoustic shocks, which after an explosion or during a thunderstorm, the subject of the invention is therefore the conversion of pressure to ease in tension over a wide range of pressures and frequencies.

Der Umwandler gemäß der Erfindung besteht aus einem Kondensator, der Platten aufweist, die durch eine Schicht aus zusammendrückbarem Schaum verbunden sind, der zwischen denselben aufzementiert ist, wobei die Bindung gleichmäßig und frei von Hohlräumen ist und die Platten anfänglich ungespanntThe converter according to the invention consists of a capacitor, which has plates, which are made up by a layer compressible foam cemented between them, the bond being uniform and is free of voids and the panels are initially unstressed

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_ ρ —_ ρ -

sind. Beim Ansprechen auf Druckveränderungen zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Schaumes, die über die Oberfläche der Platten gleichmäßig sind, bewegen sich die Platten zueinander hin und voneinander weg, wobei sie ihre parallele Lage beibehalten. Ein elektrischer Verstärker, der so angeordnet ist, daß er eine Ausgangsspannung erzeugt, die durch den Kondensator zwischen den Platten geregelt wird, kann dann zu den Platten parallel geschaltet werden und wird eine Ausgangsspannung erzeugen, die den einwirkenden Druck in einer im wesentlichen linearen Weise über einen Bereich von Frequenzen getreu wiedergibt, der sich von dem sehr niedrigen Unterschallbereich bis zu dem hohen Überschallbereich erstreckt. Der Umwandler kann aber auch durch eine veränderliche Spannung erregt werden, die parallel zu den Platten einwirkt, um dieselben in Schwingung zu versetzen und ein akustisches Ausgangssignal zu erzeugen. Während die Platten parallel sein müssen, brauchen sie aber nicht eben zu sein, sondern können in irgendeiner gewünschten Weise gekrümmt sein, um eine gewünschte Richtcharakteristik zu erzeugen.are. In responding to pressure changes between the inside and the outside of the foam that are above the Surface of the plates are uniform, the plates move towards and away from each other, making their Maintain parallel position. An electrical amplifier arranged to produce an output voltage, which is regulated by the capacitor between the plates, can then be connected in parallel to the plates and will produce an output voltage that reflects the applied pressure in a substantially linear manner across a Faithfully reproduces the range of frequencies ranging from the very low subsonic range to the high supersonic range extends. The converter can also be energized by a variable voltage parallel to the Plates acts to cause them to vibrate and produce an acoustic output signal. While the Plates need to be parallel, but they do not need to be flat, but can be in any desired way be curved to produce a desired directional characteristic.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden drei Platten verwendet. Die äußeren Platten sind miteinander verbunden, um eine einzige Platte zu bilden, die auch zum Abschirmen der mittleren Platte dient. Die drei Platten werden in paralleler Lage gehalten durch Schichten aus zusammendrückbarem, nicht leitenden Schaum mit geschlossenen Zellen, die sich zwischen den Platten erstrecken und auf die gegenüberliegenden Oberflächen aufzementiert sind, wie nachstehend beschrieben wird. Zum Aufzementieren der Schichten wird gewöhnlich Zement, Leim oder ein anderes Bindemittel verwendet. Wenn jedoch ein geschlossene Zellen aufweisendes Schaummaterial verwendet wird, das anhaftende Oberflächen oder Oberflächen aufweist, die durch Hitze oder ein entsprechendes Lösungsmittel zum Haften gebracht werden können, kannIn a preferred embodiment of the invention three plates used. The outer panels are joined together to form a single panel that also serves to the Shielding the middle plate is used. The three plates are held in parallel by layers compressible, non-conductive foam with closed cells that extend and up between the panels the opposing surfaces are cemented in place as described below. For cementing the layers usually cement, glue, or some other binding agent is used. However, if one has closed cells Foam material is used that has adherent surfaces or surfaces that are exposed to heat or the like Solvent can be made to adhere, can

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dasselbe mit den leitenden Platten ohne dazwischenliegendes Zementiermaterial verbunden werden.the same with the conductive plates with no intervening Cementing material to be connected.

PUr Anwendungen bei verhältnismäßig hoher Frequenz oder wenn der ümwandler als eine UmSandlungsvorrichtung von Spannung in Drück verwendet werden soll, werden die Platten verhältnismäßig dünn gemacht und dicht nebeneinander angeordnet, während der Schaum so ausgewählt wird, daß er eine möglichst große Zusammendrückbarkeit aufweist. Andererseits gibt es zahlreiche Anwendungen für ein kapazitives Mikrophon, bei welchen eine große physikalische Festigkeit erwünscht ist. Für diesen Zweck werden daher die Platten verhältnismäßig dibk gemacht und durch eine ziemlich dicke Schaumschicht voneinander getrennt.For relatively high frequency applications or when the converter is used as a voltage conversion device to be used in pressure, the plates are proportionate made thin and closely spaced while the foam is selected to be as close as possible has great compressibility. On the other hand, there are numerous applications for a capacitive microphone which great physical strength is desired. For this purpose, the panels are therefore proportionate made dibk and made by a fairly thick layer of foam separated from each other.

Die Art und Weise, wie der Umwandler gemäß der Erfindung am besten ausgebildet werden kann, seine Wirkungsweise und verschiedene Abänderungen, die an seiner Konstruktion für verschiedene Zwecke vorgenommen werden können, werden am besten aus der nachstehenden genaueren Beschreibung verständlich in Verbindung mit den Zeichnungen, welche verschiedene beispielsweise Ausführungsformen darstellen.The way in which the converter according to the invention can best be designed, its mode of operation and various changes that can be made to its construction for different purposes will be made on can best be understood from the following more detailed description, in conjunction with the drawings, which various for example represent embodiments.

In den Zeichnungen zeigt:In the drawings shows:

Fig. 1 schematisch mit Teilen im Schnitt und mit weggebrochenen Teilen einen Umwandler gemäß der Erfindung, der als ein Mikrophon geschaltet ist,Fig. 1 shows schematically, with parts in section and with parts broken away, a converter according to the invention, which is used as a Microphone is switched,

Fig. 2 im Querschnitt eine besondere AusfUhrungsform des Umwandlers gemäß der Erfindung,Fig. 2 in cross section a particular embodiment of the Converter according to the invention,

Fig. 5 schematisch im Grundriß mit weggebrochenen Teilen den Umwandler gemäß Fig. 2,Fig. 5 schematically in plan with parts broken away the converter according to FIG. 2,

Fig. 4 im Querschnitt eine zweite Ausführungsform, Fig. 5 im Querschnitt eine dritte Ausführungsform und Fig. 6 schematisch eine vierte Ausführungsform des Umwandlers gemäß der Erfindung.FIG. 4 shows a second embodiment in cross section, FIG. 5 shows a third embodiment in cross section 6 schematically a fourth embodiment of the converter according to the invention.

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Pig, 1 zeigt einen Umwandler, der allgemein mit 1 bezeichnet und mit einem Vorverstärker verbunden ist. Der Umwandler besteht aus einem veränderlichen Kondensator, der eine innere leitende Platte 2 aus Metall ο,dgl. und eine äußere Platte aufweist, welche aus zwei leitenden Platten 3a und 3b, ebenfalls aus Metall o.dgl., gebildet 1st, die bei 4 leitend miteinander verbunden sind. Die Platten werden durch Zwischenschichten 5 und 6 aus nicht leitendem, zusammendrückbarem Schaum in paralleler Lage gehalten, wobei die Zwischenschichten mit den zugekehrten Seiten der Platten gleichmäßig verbunden sind. Zwecks optimaler Leistung bei sehr niedrigen Frequenzen soll der Schaum aus den nachstehend angegebenen Gründen geschlossene Zellen aufweisen.Pig, FIG. 1 shows a transducer, indicated generally at 1 and connected to a preamplifier. The converter consists of a variable capacitor, the one inner conductive plate 2 made of metal ο, the like. and an outer Having plate, which consists of two conductive plates 3a and 3b, Also made of metal or the like, 1st, which is conductive at 4 are connected to each other. The plates are made of non-conductive, compressible material by intermediate layers 5 and 6 Foam held in a parallel position, with the intermediate layers evenly connected to the facing sides of the panels are. For optimal performance at very low frequencies, the foam should for the reasons given below have closed cells.

Der Vorverstärker kann irgendeine gewünschte übliche Ausbildung aufweisen. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht derselbe aus einer Vakuumtriode T, die hinter die Platte geschaltet ist, wobei die Gitterspannung durch die Kapazität des Umwandlers 1 geregelt wird. Für äußerst niedrige Frequenzen und Nutzlautstärken muß das im Inneren erzu^gte Geräusch auf ein Mindestmaß herabgesetzt vrerden. Für diesen Zweck wird daher als Triode T vorzugsweise eine Nuvistor-Triode verwendet, wie z.B. 6CW4.The preamplifier can be of any conventional design desired exhibit. In the illustrated embodiment, the same consists of a vacuum triode T behind the Plate is connected, the grid voltage is regulated by the capacitance of the converter 1. For extremely low The noise generated inside must be reduced to a minimum at frequencies and useful volumes. For this Therefore, a nuvistor triode, such as 6CW4, is preferably used as the triode T.

Bei der in Fig. 1 gezeigten besonderen Ausführungsform besteht jede der Pl-*atten 2, 3a und 3b aus Aluminium und hat eine Breite von 900 mm, eine Länge von l800 mm und eine Dicke von 0,4 mm. Die Schichten 5 und 6 bestehen aus natürlichem Kautschuksehaum mit einer Dicke von 3,125 mm und sind mit den Platten durch ein übliches Klebemittel verbunden, das in einem Lösungsmittel aufgelöst ist und mit einer Bürste aufgetragen wird. Die statische Kapazität des auf diese Welse gebildeten Umwandlers beträgt 12500 Mikromikro-farad und der Ableitwiderstand beträgt 15000 Megohm. Der nutzbare Frequenzbereich dieses Umwandlers reicht vonIn the particular embodiment shown in FIG. 1, each of the plates 2, 3a and 3b consists of aluminum and has a width of 900 mm, a length of 1,800 mm and a thickness of 0.4 mm. Layers 5 and 6 consist of natural rubber foam with a thickness of 3.125 mm and are attached to the panels by a common adhesive connected, which is dissolved in a solvent and applied with a brush. The static capacity of the The transducer formed on this catfish is 12500 micromicro-farads and the bleeder resistance is 15,000 megohms. The usable frequency range of this converter is from

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etwa 0,001 Hz bis zu ungefähr 17OOO kHz. Der Vorverstärker besteht aus einer Triode 6CW4, aus einem Vorwiderstand Rl von 200 Megohm, einem Kondensator Cl von 0,1 Mikrofarad, einem Gitterwiderstand R2 von 200 Megohm, einem Plattenwiderstand Rj5 von 3OOOO 0hm mit einem elektrolytisohen Querkondensator C2 von 5 Mikrofarad, einem Kathodenwiderstand R4 von 1000 0hm mit einem elektrolytischen Querkondensator C4 von 1000 Mikrofarad und einem Ausgangskupplungskondensator 03 von 0,68 Mikrofarad. Die Spannungen Bl+ und B2+ betragen relativ zur Erde 500 V und 90 V. Diese Stromkreisbestandteile sind in der üblichen Weise für optimale Leistung im Frequenzbereich von 0,5 - 5 Hz ausgewählt, in welchem die Spannungszunahme 30 db beträgt. Es wurde gefunden, daß der Umwandler 1 pro Volt von Bl+ eine Empfindlichkeit von 0,2 Mikrovolt/Mikrobar aufweist. Wenn Bl+ auf einer Spannung von 300 V gehalten wird, beträgt daher die durch ein einwirkendes Druckdifferential von 0,1 Mikrobar erzeugte Gitterspannungsänderung 6 Mikrovolt, während das in der Triode T erzeugte innere Geräusch weniger als 1 Mikrovolt beträgt.about 0.001 Hz to about 17,000 kHz. The preamplifier consists of a triode 6CW4, a series resistor Rl of 200 megohms, a capacitor C1 of 0.1 microfarads, a grid resistor R2 of 200 megohms, a plate resistor Rj5 of 30000 ohms with an electrolytic shunt capacitor C2 of 5 microfarads, a cathode resistor R4 of 1000 ohms with an electrolytic shunt capacitor C4 of 1000 microfarads and an output coupling capacitor 03 of 0.68 microfarads. The voltages Bl + and B2 + are relative to earth 500 V and 90 V. These circuit components are selected in the usual way for optimal performance in the frequency range of 0.5-5 Hz, in which the voltage increase is 30 db. The converter 1 was found to have a sensitivity of 0.2 microvolts / microbar per volt of B1 +. If Bl + is kept at a voltage of 300 V, the grid voltage change generated by an acting pressure differential of 0.1 microbar is therefore 6 microvolt, while the internal noise generated in the triode T is less than 1 microvolt.

Der Umwandler 1 kann in irgendeiner gewünschten Größe ausgebildet werden und ist insbesondere zur Verwendung geeignet, wenn extreme äußere Einflüsse von Hitze, Druck oder mechanischem Stoß die Verwendung der üblichen Umwandler aus^schlplsen. Wenn der Umwandler in der beschriebenen Weise aus verhältnismäßig dicken Metallplatten besteht, ist derselbe äußerst kompakt und wird durch Gewitter, Explosionen o.dgl. erzeugten akustischen Stößen Widerstand leisten oder solchen mechanischen Beanspruchungen, die z.B. durch über seine Oberfläche laufende Tiere entstehen.The transducer 1 can be formed in any desired size and is particularly suitable for use if extreme external influences of heat, pressure or mechanical shock rule out the use of the usual transducers. If the transducer is made of relatively thick metal plates in the manner described, it is extremely the same compact and is due to thunderstorms, explosions or the like. generated acoustic impacts resist or such mechanical Stresses caused, for example, by animals running over its surface.

Die Empfindlichkeit des Umwandlers 1 ist von der Größe der Platten unabhängig. Ein wichtiger Vorteil von Umwandlern mit großer Fläche von beispielsweise 9290 - 18580 cm imThe sensitivity of the converter 1 is of the size of the Panels independent. An important advantage of converters with a large area of e.g. 9290 - 18580 cm in

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Infraschallbereich besteht darin, daß die Wirkungen des Windgeräuschs vermieden werden. In einem solchen Umwandler ist die durch Luftwirbel erzeugte örtliche Bewegung der Platten an verschiedenen Stellen der Oberfläche verschieden, so daß sich eine willkürliche Verteilung ergibt, die kein nutzbares Ausgangssignal erzeugt, wenn die Fläche zunimmt.Infrasound range is that the effects of wind noise are avoided. In such a converter the local movement of the plates caused by air turbulence is different at different points on the surface, so that there is an arbitrary distribution which does not produce any usable output as the area increases.

Das Material, aus dem die Schichten 5 und 6 bestehen, wird ' im Hinblick auf die Kosten, die Stabilität bei Temperaturveränderungen und während langer Zeiträume, die Zusammendruckbarkeit, die Gleichmäßigkeit, die Dielektrizitätskonstante und die Widerstandsfähigkeit ausgewählt. Geeignete Schäume haben eine Zusammendrückbarkeit von etwa 2/10 der Zusammendrückbarkeit der Luft. Eine hohe Dielektrizitätskonstante ist wünschenswert und eine sehr große Widerstandsfähigkeit ist erforderlich. Schäume mit offenen Zellen sind am meisten zusammendrückbar und werden für Frequenzen bevorzugt, die im oder oberhalb des hörbaren Bereichs liegen, sind jedoch ungeeignet, wenn ein gutes Ansprechen bei niedrigen Frequenzen gewünscht wird. Es wird angenommen, daß bei niedrigen Frequenzen ein Lecken von Luft durch die Poren von Schäumen mit offenen Zellen erfolgt, bevor sich die Platten bewegen können, so daß ihr Ansprechen verhindert wird. Schäume mit geschlossenen Zellen sind etwas weniger zusammendrückbar, ermöglichen jedoch ein gutes Ansprechen bei sehr niedrigen Frequenzen. Geeignete Schäume mit geschlossenen Zellen sind natürlicher Kautschuk, Silikonkautschuk oder(Neopren) Silikonschaum mit einer Dicke von 0,78 - 3*125 mm wird für die Verwendung in der äußeren Umgebung bevorzugt, wenn eine kompakte Einheit gewünscht wird, die gegen Stöße und veränderliche Temperaturen widerstandsfähig ist. Es wurde gefunden, daß sich die Empfindlichkeit eines aus Silikonschaum hergestellten Umwandlers von etwa -l8°C bis etwa 129°C nur um 20# verändert und daß der Umwandler in diesem Bereich kontinuierlich arbeitet, ohne abgenutzt zu werden.The material of which layers 5 and 6 are made is' in terms of costs, stability in the event of temperature changes and over long periods of time, compressibility, the uniformity, the dielectric constant and the resistance are selected. Suitable Foams have a compressibility of about 2/10 of the compressibility of air. A high dielectric constant is desirable and very high resistance is required. Open cell foams are most compressible and preferred for frequencies in or above the audible range, however, they are unsuitable when good low frequency response is desired. It is believed that at low frequencies a leak of air through the pores of open cell foams occurs before the Plates can move so that their response is prevented. Closed cell foams are a little less so compressible but allow good response at very low frequencies. Suitable foams with closed Cells are natural rubber, silicone rubber or (neoprene) silicone foam with a thickness of 0.78 - 3 * 125 mm is preferred for use in the external environment when a compact unit that is resistant to impact is desired and is resistant to variable temperatures. It has been found that the sensitivity of a silicone foam produced converter from about -18 ° C to about 129 ° C changed only by 20 # and that the converter in this range works continuously without being worn out.

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Es ist wichtig, daß der ausgewählte Schauen homogen ist und daß die Bindung mit den Oberflächen der leitenden Platten gleichmäßig, d.h. frei von Hohlräumen ist. Eine Luftblase, die sich irgendwo an der Begrenzung des Schaumes und der Platten befindet, wird die Leistung des Umwandlers wesentlich herabsetzen. Das Aufzementieren des Schaumes auf die Flächen muß daher sorgfältig ausgeführt werden, so daß in der Bindung keine Falten oder Ritzen auftreten. Die Art und Welse, wie der Schaum auf die Platten zementiert wird, ist nicht kritisch, wenn nur eine gleichmäßige Bindung erzielt wird. Um den Schaum auf die Platten zu zementieren, wurden Epoxyharz-Klebemittel, abziehbare Papiere, Streifen mit druckempfindlichen Klebemitteln auf beiden Seiten, sowie für äPttr Neopren eine Lösung von Neopren in einem entsprechenden Lösnungsmittel verwendet.It is important that the look selected is homogeneous and that the bond with the surfaces of the conductive plates is uniform, i.e. free from voids. An air bubble somewhere at the edge of the foam and panels, the performance of the transducer becomes essential reduce. Cementing the foam onto the surfaces must therefore be carefully executed so that there are no wrinkles or tears in the binding. The way and catfish how the foam being cemented onto the panels is not critical if only an even bond is achieved. To the Cement foam onto the panels, epoxy resin adhesive, Removable papers, strips with pressure-sensitive adhesives on both sides, as well as one for äPttr neoprene Solution of neoprene in an appropriate solvent used.

Wie bereits erwähnt, kann bei dem Umwandler gemäß der Erfindung das Windgeräusch beseitigt werden, indem die Platten genügend groß gemacht werden. Um eine getreue Wiedergabe von akustischen Signalen zu gewährleisten, ist es auch erforderlieh, elektromagnetische Störfelder auszuschließen, wie sie gewöhnlich im 60 Hz-PeId auftreten. Zu diesem Zweck kann der Umwandler gemäß der Erfindung so ausgebildet werden, wie in den Fig. 2 und 5 gezeigt ist. Gemäß diesen Figuren ist die aus den Platten Ja und 5b bestehende äußere Platte größer als die innere Platte 2. Die Schaumschichten 5 und 6 sind ebenso groß wie die innere Platte 2 oder können sich über dieselbe hinaus erstrecken. GewUnschtenfalls kann zusätzliches nicht leitendes Material verwendet werden, um den verbleibenden Raum zwischen den Platten Ja und 5b auszufüllen. Die Platten 5& und 5b sind vorzugsweise sowohl elektrisch als auch mechanisch durch einen dazwischenliegenden Metallteil 5c aus Aluminium, Kupfer o.dgl. verbunden, der durch Bolzen oder auf andere Weise befestigt ist. Der Teil 5c kann aber auch aus dem bekannten und im Handel erhältlichen Epoxyharz bestehen, das zwischen den Platten 5a und 5b angeordnet wird.As already mentioned, in the converter according to the invention, the wind noise can be eliminated by removing the plates be made big enough. In order to ensure a faithful reproduction of acoustic signals, it is also necessary Eliminate electromagnetic interference fields, as they usually occur in the 60 Hz PeId. To this end can the converter according to the invention can be designed in such a way that as shown in Figs. According to these figures, the outer panel made up of panels Ja and 5b is larger than the inner panel 2. The foam layers 5 and 6 are the same size as the inner plate 2 or can extend beyond the same. If desired, can additional non-conductive material can be used to fill the remaining space between plates Ja and 5b. The plates 5 & and 5b are preferably both electrical as well as mechanically by an intermediate metal part 5c made of aluminum, copper or the like. connected by bolts or otherwise attached. The part 5c can also consist of the known and commercially available epoxy resin exist, which is arranged between the plates 5a and 5b.

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Jufc..Jufc ..

Der Zwischenteil ^e kann sieii nur längs einer Kante erstrecken, derselbe kann aber auch auf mehr als einer Seite angeordnet werden oder die innere Platte 2 gewünschtenfalls vollständig umschließen. Wie aber auch die Platten j$a und Jo miteinander verbunden sind, muß die Platte 2 von der Verbindung oder den Verbindungen genügend weit entfernt angeordnet werden, damit die gegenüberliegenden Oberflächen der Platten 3a und 3b ■ unter akustischer Beanspruchung so reagieren, als ob sie durch die Verbindung nicht behindert wären, so daß sie zur Platte 2 im wesentlichen parallel bleiben, wenn sie sich beim Ansprechen auf Druckunterschiede zwischen dem Inneren und Äußeren des Schaumes gegen die Platte 2 hin und von derselben weg bewegen. Bei der vorstehend beschriebenen besonderen Ausführungsform kann beispielsweise die mittlere Platte 2 mit einer Breite von 83 am und einer Länge von 173 cm relativ zu den äußeren Platten in der Mitte und 2,5 cm vom Teil 3c entfernt angeordnet werden. Diese Art der Ausbildung ist für die wirksamsten Ausführungsformen des Umwandlers gemäß der Erfindung charakteristisch und wesentlich.The intermediate part can only extend along one edge, but it can also be arranged on more than one side or, if desired, completely enclose the inner plate 2. However, just as the plates j $ a and Jo are connected to one another, the plate 2 must be arranged far enough away from the connection or connections so that the opposing surfaces of the plates 3a and 3b react under acoustic stress as if they were through the connection would not be impeded so that they remain substantially parallel to the plate 2 as they move towards and away from the plate 2 in response to pressure differences between the inside and outside of the foam. In the particular embodiment described above, for example, the middle plate 2 can be placed at a width of 83 μm and a length of 173 cm relative to the outer plates in the middle and 2.5 cm away from part 3c. This type of construction is characteristic and essential for the most effective embodiments of the converter according to the invention.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist mit der inneren Platte 2 ein innerer Leiter 7 verbunden, der in üblicher (nicht dargestellter) Weise isoliert 1st und der zwecks Verbindung mit dem Vorverstärker durch eine entsprechende Ausnehmung im Teil 30 und durch einen üblichen koaxialen Abschirmleiter 8 herausgeführt ist, welcher mit der äußeren Platte leitend verbunden ist.As FIGS. 2 and 3 show, the inner plate 2 an inner conductor 7 connected, which in the usual (not shown) Way isolated 1st and for the purpose of connection to the preamplifier through a corresponding recess in the Part 30 and by a conventional coaxial shielding conductor 8 is led out, which is conductively connected to the outer plate.

Während die bisher beschriebenen Ausführungsformen des Umwandlers gemäß der Erfindung als Mikrophone betrieben wurden, ist es für den Fachmann verständlich, daß der Umwandler auch umkehrbar ist. Zwecks Verwendung als Lautsprecher wird daher eine Quelle mit veränderlicher Spannung zwischen die. äußeren und inneren Platten geschaltet, um eine akustische Schalleistung zu erzeugen.While the previously described embodiments of the transducer according to the invention operated as microphones it will be understood by those skilled in the art that the converter is also reversible. To be used as a loudspeaker hence a source of variable voltage between the. outer and inner panels switched to an acoustic Generate sound power.

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Es ist nicht wesentlich« daß die äußere Platte des Umwandlers gemäß der Erfindung aus zwei getrennten Platten besteht, die miteinander verbunden sind. Wie Pig. 4 zeigt, kann der Umwandler aus einer inneren Platte 2 bestehen, um die eine äußere Platte 3 gewickelt ist, deren Enden gewünschtenfalls miteinander verbunden sind, um die Abschirmung der inneren Platte zu vervollkommnen. Der Raum zwischen der inneren und der äußeren Platte kann mit Schaum 9 ausgefüllt werden, indem entweder eine Schaumschicht um die Platte 2 gewickelt wird oder durch die üblichen Verfahren der Bildung des Schaumes an Ort und Stelle. Die einzigen Bedingungen sind, daß der Schaum auf den Oberflächen der inneren Platte 2 gleichmäßige Dicke aufweist, daß derselbe auf die Oberflächen der inneren und äußeren Platten gleichmäßig aufzementiert ist und daß die innere Platte zu den gegenüberliegenden Oberflächen der äußeren Platte parallel und von irgendwelchen Verbindungen oder Kanten in der äußeren Platte weit genug entfernt ist, so daß die inneren und äußeren Platten während des Betriebs parallel bleiben.It is not essential that the transducer be the outer plate according to the invention consists of two separate plates which are connected to one another. Like Pig. 4 shows, the Transducers consist of an inner plate 2 around which an outer plate 3 is wound, the ends of which, if desired are interconnected to complete the shielding of the inner plate. The space between the inner and the outer plate can be filled with foam 9 either by wrapping a foam layer around the plate 2 or by the usual methods of forming the foam in place. The only conditions are that the foam on the surfaces of the inner panel 2 be uniform Thickness has that the same is uniformly cemented on the surfaces of the inner and outer plates and that the inner plate parallel to the opposing surfaces of the outer plate and from any connections or edges in the outer panel are far enough away so that the inner and outer panels can operate during operation stay parallel.

Der Umwandler gemäß der Erfindung kann im wesentlichen in jeder Form hergestellt werden, um die gewünschten Schallleistungscharakteristiken zu erzielen. Ein flacher Umwandler, in welchem die Platten kreisförmig sind und einen Durchmesser von 900 cm aufweisen, wird beispielsweise jedes Windgeräusch stark dämpfen und bei weniger als 10 Hz im wesentlichen ungerichtet sein, während derselbe mehr und mehr gerichtet wird, wenn die Frequenz zunimmt. Ein flaches kreisförmiges Mikrophon dieser Art hat die gleichen richtenden Eigenschaften wie ein parabolisches Mikrophon mit dem gleichen Durchmesser. Ein Umwandler, der aus Platten von jJOOOO cm Länge und 30 cm Breite hergestellt wird, ist stark richtend. Umwandler von solcher Größe bestehen vorzugsweise aus einer Anzahl von kleineren Umwandlern, die elektrisch, aber nicht mechanisch parallel geschaltet sind. Für eine ungerichtete SchalleistungThe transducer of the invention can be made in essentially any shape to provide the desired sound power characteristics to achieve. A flat transducer in which the plates are circular and have a diameter of 900 cm, for example, will greatly attenuate any wind noise and substantially at less than 10 Hz be undirected, while becoming more and more directional as the frequency increases. A flat circular one This type of microphone has the same directional properties as a parabolic microphone of the same diameter. A transducer made up of plates jJOOOO cm long and 30 cm Width is established is strongly directing. Such size transducers are preferably comprised of a number of smaller converters that are electrically but not mechanically connected in parallel. For an omnidirectional sound power

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können die Platten 2, 3 und die Schaumschicht 9 in Form von konzentrischen Kugeln ausgebildet werden, wie Pig. 5 zeigt. Um als ein Wandmikrophon zu dienen, das eine große Fläche erfaßt, wie z.B. eine Bühne o.dgl., können die Platten zwecks großer Richtwirkung gekrümmt werden, wie Fig. 6 zeigt. Während der Umwandler gemäß der Erfindung für Arbeiten im Freien ideal geeignet ist, um als Mikrophon, zum Studium von Explosionswellen o.dgl. zu dienen, ist derselbe auch für die Verwendung als Hydrophon geeignet.can the panels 2, 3 and the foam layer 9 in the form formed by concentric spheres, like Pig. 5 shows. To serve as a wall microphone that is a big one When a surface is detected, such as a stage or the like, the plates can be curved for greater directivity, as shown in FIG. While the transducer according to the invention is ideally suited for outdoor work, as a microphone, for studying Explosion waves or the like. it is also suitable for use as a hydrophone.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen beispielsweisen Ausführungsformen beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

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Claims

». H62179 claims

1. Device for converting pressure into electrical voltage or vice versa »consisting of at least two plates or the like arranged parallel to one another, made of electrically conductive material between which there is a solid dielectric and which is connected to a voltage source are, characterized in that the dielectric consists of a compressible, homogeneous foam-like material, which is attached evenly to the panels directly or via a binding agent in such a way that the bond between the panels and the dielectric is free of voids.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the dielectric is a foam-like material with open cells.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the dielectric is a foam-like material with closed Cells such as rubber, silicone rubber, polychloroprene or the like. is.

4. Device according to claims 1 to J5, characterized in that that between two plates still another plate separated from these two plates by the dielectric is arranged and the two outer plates are connected to one another in an electrically conductive manner.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the intermediate plate is smaller than the two outer plates and the remaining space between the outer plates possibly by additional, electrically non-conductive Material is filled out.

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H62179

6. Device according to claims 4 and 5 * thereby characterized in that the outer plates are mechanically combined into a single plate.

7. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the two plates are connected to an AC voltage source.

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