DE1953412A1 - Ultraschallverzoegerungsleitung - Google Patents

Description

pi "ng. HORST AUER

P-; -ntc: ι ν.ve If

_;:;ir-·_;,:.Υ.P.; ^'GLUciiAMPENfABRiEKEN

Aki,·: PHN- 3674
_η5!.;.,-,₃ vom: 21. Oktober 1969

N.V.Philips'Gloeilampenfabrieken, Eindhoven / Niederlande "UltraschaHverzögerungsleitung"

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Ultraschallverzögerungsleitung, die aus einem festen Körper "besteht, auf dem ein oder mehrere Wandler zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Ultraschallschwingungsenergie und umgekehrt angebracht sind, wobei Teile des festen Körpers außerhalb der für die Ultraschallwellen gewünschten Bahn als Schwächungsstellen für

diese Welle ausgebildet sind. Meistens wird für das Material des festen Körpers Glas oder ein anderer Werkstoff mit geringer Temperaturabhängigkeit gewählt, derart, daß die Zeitspanne, die zwischen dem elektrischen Eingangssignal und dem nach Umwandlung in die mechanische Schwingung und umgekehrt diesem Eingangssignal entsprechenden elektrischen Ausgangssignal verläuft, möglichst temperaturunabhängig ist. Der Körper hat dabei in der Regel eine ver- ..·

PHN- 3674 - 2 -

009824/1265

BAD

-2- PHN. 5674.

hältnismässig grosse Dicke, damit er eine genügende^eigene mechanische.

Festigkeit sowie genügend grosse Kontaktflächen aufweist, um die bringung der Wandler zu ermöglichen.

Den jüngsten Portschritten gemäss hat es sich als möglich erwiesen, eine Vielzahl von Ultraschallverzögerungsleitungen gleichzeitig herzustellen, indem z.B. von einem prismatischen Glaskörper ausgegangen wird, wobei auf einer oder zwei Seitenflächen dieses Körpers Wandler angebracht werden, während z.B. eine andere Seitenfläche flach geschliffen wird und dann als Eeflexionsflache für die mechanische Schwingung dient, wonach der KSrper. durch Sägen in dünne Scheiben senkrecht zu den erwähnten Seitenflächen geteilt wird. Die so erhaltenen Teile können dann je für sich als Ultraschallverzögerungsleitung verwendet werden.

Nach der Erfindung können durch dieses Verfahren Ultraschallverzögerungsleitungen auf billige Weise in der Masse hergestellt werden, wobei aber noch einige Bedingungen erfüllt werden müssen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Körper eine Dicke hat, die kleiner als das Fünffache der Wellenlänge der mechanischen Schwingung ist, dass die Wandler parallel zu den zu dieser Dickenrichtung senkrechten Begrenzungsflächen des festen Körpers und auch parallel zu ihren zu diesen Begrenzungsflächen senkrechten Kontaktflächen mit dem festen Körper polarisiert sind, und daes geeignet gewählte Teile dieser Begrenzungsflächen, die als. im wesentlichen parallel zur Fortpflanzungsrichtung der Ultraschallwelle im festen Körper verlaufen, als die erwähnten Schwächungsstelle!! für diese Welle ausgebildet sind.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei der angegebenen Wahl der Polarisationsrichtung der Wandler die erwähnten

009824/1265 _Β._Λ

BAD ORIGINAL

-3- · PHN. 3674. '

Begrenzungsflächen als Spiegel.für die Ultraschallschwingung wirken und somit eine verhältnismässig geringe Dämpfung herbeiführen. Infolge der natürlichen Streuung "der Ultraschallwelle, z.B. infolge ■Beugungserscheinungen, lässt sich ohne weitere Mittel sehr schwer eine zuverlässig wirkende Verzögerungsleitung erhalten, weil allerhand unerwünschte Reflexionen auftreten können, während auch die Ultraschallwelle allerlei unerwünschten Wegen folgen kann, so dass keine genau definierte Verzcgerungszeit mehr erhalten wird. Im allgemeinen wird ein dämpfendes Material auf den gewünschten Reflexionsflächen für die Ultraschallwelle ausserhalb der für diese Welle gewünschten Bahn angebracht, derart, dass diese Welle zwangsweise nur der gewünschten Bahn folgen kann. Auch wurde noch vorgeschlagen, zur Schwächung unerwünschter Streustrahlung die Wand aufzurauhen, zu welchem Zweck eine Schleif- oder Aetzbearbeitung durchgeführt werden kann, oder beim Pressen des heissen_/ noch duktilen Glases Rillen in den Körper der Verzögerungsleitung zu pressen. Wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Dicke kleiner als das Fünffache der Wellenlänge gewählt wird, kann, obgleich die Begrenzungsflächen im wesentlichen parallel zu der Fortpflanzungsrichtung der Ultraschallwelle verlaufen, ein dämpfendes oder auf anaere Weise die Ultraschallwelle schwächendes Material an den erwähnten ?.egrenzungsflachen angebracht werden, oder können Teile dieser "Begrenzung flächen z.B. einer Aetzbehandlung urverworfen werden, derart, dass eine effektive Schwächung der diese Te"^{5 1}^ durchlaufenden unerwünschten Ultraschallwelle erzielt wird. Wenn die Dicke grosser gewählt wird, ist diese Dämpfungsweise nicht genügend effektiv.In der Praxis \vird z,^u-, eine Dicke von 1mm oder soviel kleiner gewählt, als mit Rücksicht auf die mechanische Festigkeit noch zulässig ist. Für Farbfernsehempfäj.,-.-?·,

0098 2 A/.1.2 6 5 _BAD ORIGINAL

-4- PHN. 3674.'

bei denen eine Verzögerungszeit von 64 jisek verlangt wird, beträgt die Wellenlänge etwa 0,6 mm; die Dicke ist dann daher bereits kleiner als das Zweifache der Wellenlänge.

Die Erfindung wird, nachstehend für ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigent Fig. 1 eine Draufsicht und

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Ultraschallverzögerungsleitung nach der Erfindung.

Die Verzögerungsleitung nach Fig. 1 besteht aus einem Körper 1 aus einem geeignet gewählten Material, z.B. Glas. Der Körper 1 hat die Form eines Fünfecks mit parallelen Seiten 2 und 3 t einer zu diesen senkrechten Seite 4 und ferner Seiten 5 und 6, die mit den beiden Seiten 2 und 3 Winkel von etwa 135° einschliessen. Wandler 7 bzw. 8 sind auf

de diesen Seiten 5 bzw. 6 angebracht, so dass die vom Wandler 7 herrührenmechanische Schwingung nacheinander an den Flächen 2, 3»4»? und 3 reflektiert, bevor sie den Wandler 8 trifft. Die Dicke d des Körpers 1 ist kleiner als das Fünffache, vorzugsweise kleiner als das Zweifache der Wellenlänge der mechanischen Ultraschallschwingung gewählt. Die Wandler 7 und 8 sind parallel zu ihren Kontaktflächen 5 bzw, 6 mit dem Körper 1 und auch parallel zu der oberen bzw. der unteren Begrenzung^- · fläche 9 bzw. 10 des Körpers 1 polarisiert, welche Flächen durch ^ä^en aus einem grösseren Glaskörper erhiiten sein können. Ferner ist örtlich auf den Flächen 9 und/oder 1" ein dämpfendes Material 11, z.B. Silikonkautschuk, in einer Schicht mit einer Dicke von g mm angebracht, wie in Fig. 1 schraffiert dargestellt ist. Durch die angegebene Wahl der Polarisationsrichtun^· wird erreicht, dass die an sich in geringem Masse dämpfenden Flächen 9 und 10 infolge der gewühlten geringen i-'icke d als Spiegel für die mechanische Ultraschallschwingung wirken und

009824/1265

-V . · PHN. 3674.-

dass das dämpfende Material 11 effektiv dazu beiträgt, dass die Bahn, der die Ultraschallwelle von dem Wandler 7 zu dem Wandler 8 folgt, zwangsweise den dargestellten Verlauf aufweist. Dadurch werden unerwünschte Streustrahlungen und somit eine unerwünschte Verschleierung der zu erzeugenden VerzSgerungszeit vermieden.

Q09824/1265 BAD ORIGINAL

Claims (1)

1. PHN. 3674·

   PATENTANSPRUCH;

   Ultraschallverzögerungsleitung·, die aus eitfem festen Körper besteht, auf dem ein oder mehrere Wandler zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Ultraschallschwingungsenergie und umgekehrt angebracht sind, wobei Teile des festen Körpers ausserhalb der für die Ultraschallwelle gewünschten Bahn; als Schwächungsstellen für diese Welle ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass, der Körper eine Dicke hat, die kleiner als das Fünffache der Wellenlänge der mechanischen Schwingung ist, dass die Wandler parallel zu den zu dieser Dickenrichtung senkrechten Begrenzungsflächen des festen Körpers und auch parallel zu· ihren zu diesen Begrenzungsflächen senkrechten Kontaktflächen mit dem festen Körper polarisiert sind, und dass geeignet gewählte Teile dieser Begrenzungsflächen, die somit im wesentlichen parallel zu der Fortpflanzungsrichtung der Ultraschallwelle im festen Körper verlaufen, als die erwähnten SchwSchungsstellen für diese V/olle ausgebildet sind.

   009824/1265 _{ßjfln Λ}

   ^BAÜ OFtlGl_NAL