DE1616413A1 - Elektromechanische Verzoegerungsleitung - Google Patents

Description

• "Elektromechanische Verzögerungsleitung'' Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Verzögerungsleitung, deren Verzögerungsstrecke durch am Eingang und Ausgang eines Verzögerungsleitungskörpers angebrachte piezoelektrische Wandler begrenzt ist. In dem Buch "Ultrasonic Delay Lines" von Brockelsby u. @., London ILIFFE BOOKS LTD 1963, Kapitel 7f8, Seite 15$ ist bereits eine Ultraschallverzögerungsleitung mit Wasser als Verzögerungsmedium beschrieben, deren elektromechanische Wandler aus einem Quarzplättchen mit nicht planparallelen Flächen besteht. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine neuartige elektromechanische Verzögerungsleitung anzugeben, die bei großer Bandbreite, geringer Durchlaßdämpfung und verringerten Echostörungen äußerst einfach und billig in der Massenfertigung herstellbar ist. . Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der VerzögerungsleitunSakörper aus einem ultraschalleitenden Glaskörper besteht, und daß zumindest das piezoelektrische .Plättchen eines Wandlers eine sich stetig ändernde Dicke aufweist. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, die eine besonders einfache und billige Herstellung einer breitbandigen ültraschallverzögerungsleitung erlaubt, wird vorgeschlagen, nur einen der beiden elektromechanischen Wandler mit einem eich in der Dicke stetig ändernden piezoelektrischen Plättchen zu versehen. Dabei soll bevorzugt nur der eingangsseitige Wandler mit einem solchen, sich in der Dicke ändernden piezoelektrischen Plättchen versehen sein. Bei einer solchen .Ausführungsform ist es ferner besonders vorteilhaft, daß außer dem eingangsseitigen Wandler auch an dem ausgangsseitigen piezoelektrischen Wandler, der vorzugsweise kein in der Dicke sich änderndes piezoelektri# sehen Plättchen aufweist, ebenfalls auf den sog. Sumpf verzichtet werden kann. Dadurch vereinfacht und verbilligt sich die Herstellung der erfindungsgemäßen elektromechanischen. Verzögerungsleitung ganz wesentlich.
• Anhand der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher erläutert. In der Fig. 'I ist rein schematisch eine Seitenansicht einer Verzögerungsleitung dargestellt, deren Verzögerungsleitungskörper 1 aus einem Glasstab besteht, an dessen beiden Enden die elektromechanischen Wandler 2 und 3 angeordnet sind. Ein an die Eingangsklemmen des Wandlers 2 angelegtes elektrisches Signal kann an den Ausgangsklemmen des-Wandlers 3 zeitlich verzögert abgenommen werden. Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils vergrößerte Querschnitte durch die beiden Enden der Verzögerungsleitung 1, wobei in der Fig. 2 der eingangsseitige Wandler 2 und in Fig. 3 der ausgangsseitige Wandler 3 einer bevorzugten Verzögerungsleitung dargestellt ist. Gemäß der Erfindung weist das piezoelektrische Plättchen 9 des eingangsseitigen Viandlers 2 eine sich stetig ändernde Dicke auf. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel war das piezoelektrische Plättchen keilförmig geschliffen. Seine Dicke variierte zwischen 170 /u und 320 /u. Auf den beiden großen Flächen sind die Elektroden 5 und 8 des Wandlers angeordnet, wobei die Elektrode 8 mit dem Anschluß 7 und die Elektrode 5 mit dem Anschluß 6 verbunden sind. Auf der freien Fläche der Elektrode 8 befindet sich gemäß der Neuerung kein Sumpf, wie er sonst allgemein üblich ist. Ein solcher bekannter Sumpf besteht im allgemeinen aus einer .Anhäufung von Lotmaterial. Mit Hilfe eines Lotes 4 ist der eingangsseitige Wandler 2 an der Eingangsfläche des Glaskörpers 1 angelötet.. Die Fig. 3 zeigt die Ausgangsseite einer neuerungsgemäßen Verzögerungsleitung, dessen piezoelektrisches Plättchen 10 in bekannter Weise über die gesamte Fläche eine gleichmäßige Dicke besitzt. Auf beiden Seiten des Plättchens 10 sind wiederum die Elektroden 11 und 12 aufgebracht, die mit den Anschlüssen 14 und 15 verbunden sind. Indem die Elektrode 12 an die ausgangsseitige Stirnfläche des Glaskörpers 1 mit Hilfe der Lotschicht 13 angelötet ist, ist der ausgangsseitige Wandler 3 an dem Verzögerungsleitungskörper 1 befestigt. Gemäß der Erfindung ist es dabei besonders vorteilhaft, auch bei diesem ausgangsseitigen Wandler, d. h. also, auf der freien Seite der Elektrode 11-keinen Sumpf aufzubringen. Dadurch wird die Herstellung weiterhin wesentlich erleichtert. In der Fig. 4 ist die Impedanz eines planparallelen Wandlers über der Frequenz aufgetragen. Demgegenüber zeigt Fig. 5 ein Diagramm Impedanz j über der Frequenz des erfindungsgemäßen schrägen Wandlers. Hierbei ist zu erkennen, daß bei dieser Anordnung eine Linearisierung der Impedanz über dem erforderlichen Frequenzbereich vorliegt. Während bei Fig. 4 eine Anpassung der Schaltung an den sehr niedriges. Serienresonanzwideratand mit einfachen Mitteln erhebliche Schwierigkeiten bereitet, entfällt dieses Kriterium bei, der Wandlergeometrie nach Fig. 5. Der erfindungsgemäße Wandler besitzt einen höheren Serienresonanzwideratand, der mit einfacheren Mitteln an eine elektrische Schaltung anzupassen ist. Die erfindungsgemäße Verzögerungsleitung ist dann bevorzugt in einen Gießkörper, vorzugsweise allseitig, eingebettet. Auch hierfür ist es sehr vorteilhaft, wenn an den Wandlern kein Sumpf vorhanden ist.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1) Elektromechanische Verzögerungsleitung, deren Verzögerungsstrecke durch am Eingang und Ausgang eines Verzögerungsleitungskörpers angebrachte piezoelektrische Wandler begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungsleitungskörper aus einem ultraschalleitenden Glas» körper besteht, und daß zumindest das piezoelektrische Plättchen eines ZVandlers eine sich stetig ändernde Dicke aufweist. -2) Elektromechanische Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur der eingangsseitige Wandler ein sich in der Dicke stetig änderndes piezoelektrisches Plättchen aufweist. 3) Elektromechanische Verzögerungsleitung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler als Schersehwinger ausgebildet sind. 4) Elektromechanische Verzögerungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Wandler mit dem sich in der Dicke stetig ändernden piezoelektrischen Plättchen auf der dem Verzögerungsleitungskörper abgewandten Seite keinen Sumpf aufweist. 5) Elektromechanische Verzögerungsleitung nach einem der Ansprüche '! bis 4, dadurüh gekennzeichnet, daß der Wandler, dessen piezoelekurisches Plättchen konstante Dicke besitzt, insbesondere der ausgangsseitige Wandler, auf der dem Verzögerungsleitungskörper abgewandten Seite keinen Sumpf aufweist.