DE1472056A1

DE1472056A1 - Verfahren und Vorrichtung zur UEbertragung von elastischen Wellen in einem mechanischen Laufzeitglied

Info

Publication number: DE1472056A1
Application number: DE19651472056
Authority: DE
Inventors: Auld Bert Alexander
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1964-10-06
Filing date: 1965-10-05
Publication date: 1968-12-05
Also published as: GB1110938A; SE316501B; NL6512053A; BE670497A; US3302136A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von elastischen Wellen in einem mechanischen Laufzeitglied

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur über·= tragung von elastischen Wellen in einem mechanischen lauf«= zeitglied, insbesondere einem magnetomechanischen Laufzeitspeicher, und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens,

Zum Anwendungsgebiet der Erfindung gehören daher insbesondere magnetomechanische Laufzeltspeicher, wie sie für Zwecke der elektronischen Datenverarbeitung eingesetzt werden.

Bei mechanischen Laufzeitgliedern der genannten Art wird die gegenüber elektromagnetischen WeIIeVx sehr viel geringere Fortpflanzungsgeschwindigkeit von elastischen Wellen, z.B. Ultraschallwellen, in der Weise ausgenutzt, daß ein elektrisches Signal zunächst in eine elastische Welle umgesetzt und nach Durchlaufen eines schwingfähigen mechanischen Körpers wieder in ein elektrisches Signal zurUckverwanddt wird. Die elastischen Wellen neigen bei dieser Übertragung

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ebenso wie andere Energiewellen zur Dispersion in dem Übertragungsmittel, was im allgemeinen zu unerwünschten Rückwirkungen an den Grenzflächen des Übartragungsmittels führt. Infolge der Dispersion wird ferner nur ein Bruchteil der ausgesandten Energie am Ende des mechanischen Über« tragungsweges vom Empfänger aufgenommen, so daß beträchtliche Energieverluste auftreten.

W Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Ver° fahren« und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, mittels deren der Wellenfront im übertragungsmittel eine bestimmte Form gegeben und insbesondere eine Bündelung oder auch eine sonst gewünschte Verteilung, ggf. auch eine stärkere Dispersion der wellenenergie erreicht werden kann. Das hierzu erfindungsgemäß angegebene Verfahren kennzeichnet sich hauptsächlich dadurch, daß eine elastische Welle durch einen ferroraagnetisehen Übertragungskörper

fe geleitet wird, welcher durch eine zur Wellenfront normale Komponente eines Magnetfeldes erregt wird, deren Intensität in Tangentialrichtung zur Wellenfront mit dem Abstand vom Symmetriezentrum der Wellenfront veränderlich ist. Diese erflndungsgemäße Lösung beruht auf der Erscheinung, daß eine elastische Welle, die durch einen magnetisch erregten, aus ferromagnetischera Material bestehenden Körper läuft, durch eine gyromagnetischen Effekt mit den Spin-Wellen tritt, wodurch die " Phasenlage der elastischen Welle verändert wird.

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Die erfindungsgemäßen Verfahrensmerkmale, wonach die Intensität des Magnetfeldes in Tangentialrlchtung zur Wellenfront von deren Syrametriezentrum ausgehend veränderlich ist, haben daher zur Folge, daß auch die Phasenlage im Bereich der Wellenfront und damit die Fortpflanzungsgeschwindigkeit entsprechend verändert wird.

Wird das Verfahren z.B. insbesondere derart ausgeführt, daß die Schwingungen im Bereich des Zentrums der Wellenfront eine stärkere Phasenverzögerung erhalten als die vom Zentrum entfernten Bereiche, so konvergiert die Wellenfront im Verlauf ihres Fortschritts, und die Wellenenergie wird gebündelt. Durch Umkehrung dieser Phasenbeziehung ergibt sich entsprechend eine stärkere Dispersion der Wellenenergie. Eine bestimmte Form des erfindungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet sich daher darin, daß die Intensität der Normalkomponente des Magnetfeldes bezüglich der Wellenfront in Tangentialrichtung vom Symmetriezentrum der Wellenfront ausgehend zunimmt. Umgekehrt kann das Verfahren für entsprechende Anwendungszwecke derart geleitet werden, daß die Inten» sität der Normalkomponente in Tangentialrlchtung vom Zentrum der Wellenfront abnimmt. Weiterhin kann das Verfahren derart geleitet werden, daß die Intensität der Normalkomponente des Magnetfeldes in Tangentialrichtung abwechselnd zu- und abnimmt. Auf diese Weise

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lassen sich die verschiedensten Formen der Wellenfront und entsprechende Energie Verteilungen im übertragungsmittel verwirklichen.

Eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzielung einer konvergierenden Wellenfront kennzeichnet sich dadurch, daß zur Magnetisierung des übertragungskörpers für die elastischen Wellen eine im Vergleich zu ihrem Durchmesser lcrze Ringspule vorgesehen ist. Diese Vorrichtung kann derart weitergebildet werden, daß für die Magnetisierung des Übertragungskörpers eine in gleicher Richtung'wie die Ringspule wirkende, zusätzliche Wicklung zur Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes im Übertragungskörper vorgesehen ist. Diese Vorrichtung kann ferner noch dahin abgewandelt werden, daß der Magnetfluß im Ubertragungskörper durch entsprechende Gestaltung der Wicklungen und/oder der Form des Übertragungskörpers auf einen Teilquerschnitt desselben eingeschnürt ist.

Zur Erzeugr^jg einer divergierenden Wellenfront kann die erfindungsgemäße Vorrichtung derart gestaltet werden, daß für die Magnetisierung des Übertragungskörpers zwei parallel sowie zueinander entgegengesetzt wirkende Wicklungen vorgesehen sind, deren eine als Ringspule mit gegenüber ihren Durchmesser geringer Länge ausgebildet ist. Auch hler kann die Anordnung derart

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getroffen werden, daß der Magnetfluß durch überlagerung eines Homogenen Magnetfeldes und/oder durch ent» sprechende Form des Übertragungskörpers in einem Teil desselben einen größeren Querschnitt aufweist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Hierin zeigt

Pig. I einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Verzögerungsleitung mit konvergierender Wellenfront,

Flg. 2 ein Diagramm des magnetischen Feld-Verlaufs in der Vorrichtung nach Fig. 1, wobei der tangentiale Zentrumsabstand χ im Querschnitt des Übertragungskörpers

über der Axialkomponente H des Magnet» ä

feldes aufgetragen ist,

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängig« kelt zwischen den elastischen Wellen und den Spin-Wellen in einen gyromagneti sehen Ubertragungskörper gemäß Fig. 1,

Flg. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von divergierenden Wellenfionten

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Flg. 5 bis Fig. 8 je einen Längsschnitt eines

Übertragungskörpers zur Erzeugung bestimmter Feldverteilungen und Wellanfronten.

In Pig. 1 ist eine Beispielsausführung der Erfindung zur Wellenbündelung in einer üblichen Verzögerungsleitung dargestellt. Did^erzögerungsleitung umfaßt hier zwei zylindrische Körper 10 und 10* aus einem beliebigen, zur Übertragung von ^ . elastischen wellen geeignetem Material, z.B. Glas, Quarzglas oder einer Metallegierung mit gegenüber der Wellenlänge der mechanischen Schwingungen geringer Korngröße.

Am freien Ende des Körpers 10 ist eine Vorrichtung zur Umwandlung eines elektrischen Eingangsignals in eine elastische Welle angeordnet, während am freien Ende des Körpers 10'

eine umgekehrt wirkende Vorrichtung zur Umwandlung der elastischen Welle in ein elektrisches Ausgangssignal vorgesehen ist. Diese Umsetzer 11 und 12 können übliche piezoelektrische ™ Kristalle oder Keramikkörper aufweisen oder als magnetische Umformer ausgebildet sein. Die Verbindung zwischen den Umsetzern 11, 12 und den Stirnflächen der Körper 10, 10* erfolgt ebenfalls in üblicher Technik. Wenn also der Umsetzer 11 durch eine Wechselspannung erregt wird, so entsteht im Körper 10 eine elastische, linear oder zirkulär polarisierte Schubspannungswelle oder eine Längsspannungswelle (Druck-Zugspannung), welche sich parallel zur Achse 13 zum entgegengesetzten

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Ende des Körpers 10^f fortpflanzt und im Umsetzer 12 ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt. Die Eigenheiten der verschiedenen Schwingungsformen und Umsetzer werden noch näher erläutert.

Innerhalb des Wellenpfades der Verzögerungsleitung ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bündelung der elastischen Welle angeordnet. Diese Vorrichtung umfaßt ein gyromagnetisches Element 14 in Zylinderforra, das in geeigneter Weise mit den einander zugewandten Enden der Körper 10 und 10' verbunden ist. Das Element 14 ist vorzugsweise als Einkristall aus nicht leitendem, ferromagnetischem Material (hierunter werden alle geeigneten ferromagnetischen und ferrimagnfttischen Stoffe verstanden). Der verwendete Stoff hat ferner starke gyromagnetische Eigenschaften, geringe magnetische Verluste, hohe magnetoelastische Koppelkonstanten und eine hohe akustische BUdzahl. Geeignete Materialien hierfür sind z.B. YttriurtHBisen, Lithiumferrit-, Europium-Eisen-^iAiij/·- Kristalle und andere nicht leitende ferri- und ferromagnetische Substanzen. Während die Richtung der Kristallachsen im Element 14 nicht kritisch ist, sollte die Achse 13 der zylindrischen Körper mit einer der Kristallachsän' zusammenfallen, um eine reine Schwingungsform in der elastischen Welle zu erhalten.

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Im Element 14 wird eine ständige, axial gerichtete Vormagnetisierung mit in Radialrichtung von der Achse aus zunehmender Intensität aufrechterhalten. Im Beispiels« fall wird hierfür eine flache Ringspule 15 verwendet, deren axiale Länge gegenüber ihrem Durchmesser gering ist, so daß sich der in Fig. 1 dargestellte Verlauf der Feldlinien 18 ergibt. Die Abhängigkeit der Axialkomponente H der Feldstärke vom radialen Ashsabstand χ ist in dem ψ Diagramm nach Fig. 2 angedeutete

Die Ringspule 15 wird von einer Batterie 16 über einen Einstellwiderstand 17 mit Gleichstrom gespeist* Die Stromstärke wird so gewählt, daß im Element 14 eine zur magnetoelastischen Wechselwirkung bei der Signalfrequenz ausreichende Vormagnetisierung entsteht. Die vom Körper 10 in das Element 14 eintretenden elastischen Wellen werden so stark mit den Spin-Wellen innerhalb . des Elementes 14 gekoppelt und damit die Phasenlage der Schwingungen in der Wellenfront gemäß der Verteilung der Magnetfeldstärke im Element 14 verzögert.

Fig. 3 zeigt typische Kennlinien für die Dispersion von Spin-Wellen und ' elastischen Querspannungswellen mit magnetoelastischer Wechselwirkung. Eine vollständige Entwicklung und Erläuterung dieser Kennlinien mit den

-v, zugehörigen Beziehungen findet sich in dem Aufsatz *- "Generation of Phonons in High-Power Ferromagnetic °* Resonance Experiments" im "Journal of Applied Physics", Band 3, Seite 1647 vom September i960. Fig. 3 zeigt im einzelnen die Beziehung zwischen der ■

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Kreisfrequenz w und der sog. "Wellenzahl", eine zur wellenlänge umgekehrt proportionale GiSSe (k * 2p/l, 2p - Umfang des Einheitspreises, Is Wellenlänge).

Ohne magnetoelastische Wechselwirkung stellt die strichpunktierte Linie 31 in Fig. 3 eine elastische, reine Querspannungswelle dar, während die ebenfalls strichpunktierten Linien 32 reine Spin-Wellen für verschiedene Magnetfeldstärken H in einem ferromagnetischen Körper wiedergeben. Die in vollen Linien ausgezogenen Kurven stellen die entsprechenden Wellen bei magnetoelastischer Wechselwirkung dar. Die Kurven 33* 3* und 35 werden im folgenden als obere Kurvenzweige bezeichnet und entsprechend den Wellen für abnehmende Magnetfeldstärke Hl, H2 und H3. Für geringe Werte von k entsprechend die oberen Zweige im wesentlichen Spin-Wellen, für hohe Werte von k dagegen im wesentlichen elastischen Wellen. Zwischen diesen Grenzfällen sind die Spin-Wellen und elastischen Wellen als magnetoelastische Wellen miteinander stark gekoppelt. ("Wechselwirkungsbereich"). Die sog. "Wechselwirkungsfrequenz" w_o ist dabei eine Funktion i der Vormagnetisierungsfeldstärke Hi gemäß der Beziehung w_o = gHj, wobei g das gyromagnetische Verhältnis des jeweils vorliegenden Stoffes und H₁ die effektive innere Magnetfeldstärke bedeutet. Die unteren Kurvenzweige 36, 37 und 38 entsprechend den Wellen im unteren Frequenzbereich.

Die erflndungsgemäfie Vorrichtung kann sowohl im Bereich der oberen wie auch der unteren Kurvenzweige betrieben werden.

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Die Wirkungsweise wird beispielsweise für eine Signalfrequenz ws auf den oberen Kurvenzweifegen beschrieben. Die Magnet« feldstärke im Element 14 wird dazu so eingestellt, daß Hl etwa gleich w_s/g ist. Obwohl die Wechselwirkungsfrequenz von der Magnetfeldstärke Hi abhängt, liegt die Signalfrequenz we für alle Feldstärken im Bereich zwischen Hj5 und Hl in der Nähe dieser Wechselwirkungsfrequenz, so daß eine elastische Welle der Frequenz ws in allen Radialabständen im Element 14 mit den Spin-Wellen stark gekoppelt ist.

Die Wellenzahl k ist eine Funktion der Magnetfeldstärke. Im vorliegenden Fall entsprechen sich also die Größen kl und Hl, k2 und H2 sowie k3 und H3. Diese Verhältnisse sind in Fig. durch die Schnittpunkte der Ordinate von ws mit den Kurven=· zweigen 33* 3^ und 35 dargestellt. Hie Phasenverzögerung einer magnetoelastischen Welle beim Lauf durch einen Körper der Länge L ist

Ph= ψ.

£| , Ph - kL

ist und die Phasenverzögerung von der Magnetfeldstärke in den verschiedenen Bereichen des Ubertragungskörpers abhängt. Die im Bereich der Achse 13 durch das gemäß Fig. 2 magnetisierte Element 14 laufenden Teile der Wellenfront treffen die geringste Magnetfeldstärke, sowie den größten Wert k an und

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erfahren daher eine stärkere Phasenverzögerung als die äußeren Bereiche der Wellenfront. Dies bedeutet, daß eine äbene oder im Verlauf der Portpflanzung bereits konvex gewordene Wellenfront eine konkave Form erhält. Die Wellenenergie wird daher auf den ausgangseeitigen Umsetzer 12 nach Art einer Sammellinse konzentriert. Das Bündelungsverhältnis ist abhängig von der radialen Veränderung des Magnetfeldes, so daS durch Veränderung des Stroms in der Ringspule 15 das radiale Feld»

Stärkengefälle und damit der Bündelungsgrad sowie die

Brennweite der Vorrichtung eingestellt werden kann. ^

Wie bereits erwähnt, können zwischen den Umsetzern 11 und 12 linear und zirkulär polarisierte Schub» oder Querspannungswellen sowie in Längsrichtung polarisierte Wellen übertragen werden. Wenn linear polarisierte Wellen verwendet werden, so ist die erfindungsgemäße Bündelung der Wellenenergie mit einer Polarisationsdrehung verbunden, Me sie in der US-Patentschrift 2 121 849 beschrieben ist. Es ist dann darauf zu achten, daß die selektiven Polarisationsrichtungen ä im Eingangs« und Ausgangsumsetzer parallel sind. Zur Vermeidung einer Polarisationsdrehung, die für gewisse Fälle unerwünscht sein mag, kann eine zirkulär polarisierte Welle verwendet werden. Bekannte Umsetzer zur Erzeugung solcher Wellen finden sich z.B. in dem Aufsatz von "Raba A. Shahbender in the I.R.E. Transaction on Ultrasonics Engineering", Band UE-8, März 196I auf S»it- 51, sowie von Bommel and Dransfeld in "Physical Review Letters", Band 3, 15. Juli 1959 auf Seite 83,

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sowie in der franz. Patentschrift 1 377 422.

Längspolarisierte Wellen zeigen keine Polarisationsdrehung und können ebenfalls für erfindungsgemäfle Zwecke verwendet werden. Das Verhalten solcher längspolarisierten Wellen wird durch ein ähnliches Diagramm beschrieben, wie dies Fig. 3 für querpolarisierte Weilern zeigt. Geeignete Umsetzer für längspolarisierte Wellen sind von T.R. Meeker in ¹¹I.R.E. Transactions on Ultrasonics ) Engineering", Band UE-7, Juni i960 auf Seite 53# beschrieben.

Für die Bündelung von Ultraschallwellen gemäß der Erfindung bieten sich verschiedene Anwendungen. Eine erste derartige Anwendung findet sich in der Vorrichtung nach Fig. 1, womit die natürliche Neigung einer Ultraschallwelle zur Streuung in einem isotropen Medium überwunden werden kann. Die durch Streuung in üblichen Verzögerungsleitungen hervorgerufenen Schwierigkeiten sind bekannt. Hierdurch wird nicht nur ein Energieverlust durch nur teilweise Aufnahme der Wellenenergie seitens des Ausgangsumsetzers, sondern auch Störungen durch Reflektion der Welle an den seitlichen Grenzflächen des Ubertragungsmittels hervorgerufen, welch letztere Erscheinung z.B. zu Störsignalen führen kann. Mit der Vorrichtung nach Fig. 1 kann ein Wellenstrahl, der bereits bis zu einem Punkt des Fortpflanzungsweges mit konvexer Wellenfront 19 gelangt ist,

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im Verlauf der weiteren Fortpflanzung eine konkave Wellenfron^t 20 erhalten. Daher kann ein Eingangsumsetzer mit großer Ankoppelflache verwendet werden, der die Einbringung großer Wellenenergien in die Leitung ermöglicht. Dadurch ergibt sich ein günstiger Störsignalabstand bei geringer räumlicher Energiedichte, wodurch wiederum Nichtlinearitäten im Übertragungsmittel vermieden werden. Wegen der inneren Verluste im Übertragungsweg wird die Welle am Ausgangsumsetzer 12 im Vergleich zum Eingangsumsetzer 11 auf eine geringere Fläche konzentriert, wobei jedoch durch entsprechendes Bündelungsverhältnis Hichtlinearitäten noch vermieden werden.

Durch weitere Verminderung der Auskoppelfläche am Ausgangsumsetzer 12 und entsprechend stärkere Energiekonzentration kann die Sättigungsgrenze des Materials vor dem Ausgangsumsetzer beabsichtigt überschritten werden. Dabei tritt eine Begrenzerwirkung auf. Diese neuartige Wirkungswelse ergibt sich, wenn das übertragungsmittel den höchst- {

möglichen Energieinhalt aufweist. Das Begrenzungsniveau kann daher durch entsprechende Steuerung des BUndelungsgrades eingestellt werden.In ähnlicher Weise können die nichtlinearen Eigenschaften des Ubertragungsmittels unmittelbar unterhalb der Sättigungsgrenze für die Erzeugung von Oberschwingungen sowie zur Verwirklichung anderer nichtlinearer Effekte bei elastischen Wellen verwendet werden.

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Bei einem typischen Material, wie z.B. Yttrium-Eisen-Kristall, beträgt die erforderliche Magnetfeldstärke für die magnetoelastische Wechselwirkung mit einer Signalschwingung von einigen Hundert MHz. ötwa einige Hundert Oersted. Ein Magnetfeld dieser Intensität ist mit einer Ringspule, die zur Erzeugung der radialen Ungleichförmigkeit genügend flach ausgebildet ist, ohne übermäßige Spulenströme schwer zu erreichen. Fig. 4 zeigt die Überwindung dieser Schwierigkeit durch Anwendung einer flachen Ringspule 41

* aalt nur wenigen Amparewindugen bei Überlagerung eines im wesentlichen homogenen Feldes großer Intensität, welches durch eine lange Zylinderspule 42 erzeugt wird. Letztere weist eine große Amperewindungszahl auf und wird von einer Stromquelle 43 gespeist. Wenn der Einstellwiderstand 44 entsprechend der Polarität der Quellen 45 und 43 eingeregelt wird, so überlagern sich die Felder der Spulen 41 und 42 unter gegenseitiger Verstärkung in der Weise, daß sich eine zur Bündelung geeignete Feldverteilung gemäß Fig. 2 ergibt.

Aus Fig. 4 ergibt sich weiter die wahlweise Anwendung der Erfindung zur verstärkten Defokusierung der Wellenenergie im Sinn einer Zerstreuungslinse. Der Einäbellwider« stand 44 wird dazu in der Weise eingeregelt, daß die Richtung des inhomogenen Feldes von der Spule 41 entgegengesetzt zum Feld der Spule 42 wirkt. Das resultierende Feld weist dann seine größte Intensität an der Achse 13 und die geringste Intensität am Umfang des Elementes 14 auf.

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Eine durchlaufende Wellenfront erfährt die stärkste Phasenverzögerung am Umfang des Elementes 14 und erhält somit eine konvexe Form. In dieser Weise kann z.B. Verfahren werden, wenn eine elastische Welle andauernd oder periodisch eliminiert werden soll. Durch die verstärkte Streuung gelangt die Wellenenergie im wesentlichen zu den seitlichen Grenzflächen des Übertragungskörpers und kann hier ausgeblendet oder absorbiert werden. Durch Veränderung des Streuungsgrades mit Hilfe des Einstellwiderstandes 44 kann die Wirkung eines beliebig f steuerbaren Abschwächers für die elastische Welle erreicht werden.

Anstelle der bisher beschriebenen Spulen für die Erzeugung der in verschiedener Weise inhomogenen Felder können auch andere Anordnungen verwendet werden. Fig. 5 zeigt z.B. einen hohlen, zylindrischen Permanentmagneten 51, der in Richtung parallel zur Achse des EIemeintes 14 polarisiert ist. Wenn der Durchmesser des j

Permanentmagneten 51 groß gegenüber seiner Länge ist, ergibt sich auch hier ein Feldverlauf gemäß Fig. 2 Dieses Feld kann wahlweise gleich- oder gegensinnig mit einem äußeren Feld überlagert werden, das in Fig. durch den Vektorpf&il 52 angedeutet ist. Wirkungsweise und Anwendungsmöglichkeiten d^ieser Vorrichtung ergeben sich entsprechend aus den Erläuterungen zu Fig. 4. Die VoKichtung kann demgemäns zur

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Fokussierung und Defokussierung verwendet werden. Der Bündelungsgrad kann durch entsprechende Bemessung des Feldes vom Permanentmagneten 51 sowie mit Hilfe des Durchmesserverhältnisses zwischen Permanent-Magnet 5I und Element 14 eingestellt werden.

In Fig. 6 bewirkt die Form des als Übertragungskörper vorgesehenen gyromagnetischeη Stabes 61 in Verbindung mit einem äußeren Feld 52 eine Foku-sierung der Weltenfront. Der gyromagnetische Stab 61 weist hier eine ringförmige Umfangsnut 62 auf« wodurch der Magnet» flußquerschnitt .konzentriert wird. Dadurch ergibt sich ein ähnlicher Feldverlauf wie gemäß Fig. 2.

InFIg. 7 ist ein gyromagnetisches Element 71 mit einem ringförmigen Ansatz 72 versehen, wodurch sich ein vergrößerter Magnetflußquerschnitt und somit ein zur Defokjü-sierung geeigneter Feldverlauf ergibt.

Abweichend von den in Fig. 6 und 7 dargestellten Quer» Schnittsveränderungen eines stabförmigen Übertragungskörpers mit jeweils rechteckigen Profil sind andere Profilformen im Längsschnitt von Übertragungskörpern zur Erzeugung bestimmter Feldverteilungen und Wellen·» fronnten sinnvoll denkbar.

Gemäß Flg. 8 ist ein stabförmiger Übertragungskörper in Längsrichtung aufeinanderfolgend mit Querschnitts» einschnürungen 82 und Querschnittserweiterungen 83 versehen.

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Der Feld- und Wellenverlauf entspricht einer Kombination von Fig. 6 und 7> wodurch sich eine in Längsrichtung periodisch verteilte Bündelung der elastischen Wellenenergie ergibt. Diese Erscheinung kann ähnlich wie in den bekannten Wanderfeldröhren und Teilchenbeschleunigern für elektromagnetische Wellen und Partikel hier nunmehr zur Führung, Zusammenhaltung and Auslenkung von elastischen Wellenstrahlen verwendet werden.

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Claims

Ansprüche

I.I.I Verfahren zur Übertragung von elastischen Wellen in einem mechanischem Laufzeitglied, insbesondere in einer mechanischen Verzögerungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß eine elastische Welle durch einen ferromagnetische η Übertragungskörper (14, 61, 71, 81) geleitet wird, welcher durch eine zur Wellenfront normale Komponente (H) eines Magnetfeldes erregt wird, deren Intensität in Tangentialrichtung zur Wellenfront mit dem Abstand vom Symmetrie Zentrum der Wellenfront veränderlich ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der Normalkomponente (H) des Magnetfeldes be« züglich der Wellenfront in Tang ent ialrichtung vom Symmetriezentrum der Wellenfront ausgehend zunimmt (Fig. 2).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die " Intensität der Normalkomponente in Tangentialrichtung vom Symmetriezentrum der Wellenfront abnimmt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der Normalkomponente des Magnet» feldes in Tangentialrichtung abwechselnd zu- und abnimmt.

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5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Magnetisierung des Übertragungskörpers (14) für die elstischen Wellen eine im Vergleich zu ihrem Durchmesser kurze Ringspule (13) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß für die Magnetiierung des Übertragungskörpers (14) eine in gleicher Richtung wie die Ringspule (41) wirkende, zusätzliche Wicklung (42) zur Erzeugung eines homogenen " Magnetfeldes im Ubertragungskörper (14) vorgesehen ist.

7· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, insbesondere auch nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekenn· zeichnet, daß der Magnetfluss im Übertragungskörper durch entsprechende Gestaltung der Wicklungen und/oder der Form des UbertragungskBrpers auf einen Teilquer« schnitt desselben eingeschnürt ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ubertragungskörper (14) ein Eingangsurasetzer (11) vorgeschaltet und ein Ausgangsumsetzer (12) nachgeschaltet ist und daß die Ankoppelfläche des Eingangsumsetzers (11) größer als die« ' jenige des Ausgangsurasetzers (12) ist.

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9* Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Magnetisierung des Übertragungskörpers (14) zwei parallel und entgegengesetzt zueinander wirkende Wicklungen (41, 42) vorgesehen sind, deren eine (41) als Ringspule mit gegenüber ihrem Durchmesser geringer Lärge ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daS " der Magnetfluß durch Überlagerung eines homogenen Magnetfeldes und/oder durch entsprechende Fora des Übertragungskörpers in einem Teil desselben einen größeren Querschnitt aufweist.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ÜbertraungsttSrper (81)

In Längsrichtung abwechselnd aufeinanderfolgende Einschnürungen (42) und Erweiterungen mit entsprechender ) Einschnürung und Aufweitung des Magnetflußquerschnltts aufweist und daß der Übertragungskörper (81) durch ein Süßeres Magnetfeld in Achsrichtung erregt ist.

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