DE2831377A1 - ELECTROACOUSTIC CONVERTER - Google Patents
ELECTROACOUSTIC CONVERTERInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA78 P R 1 7 8SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our mark Berlin and Munich VPA 78 PR 1 7 8
Elektroakustischer WandlerElectroacoustic converter
Die Erfindung betrifft einen elektroakustisehen Wandler mit einer an ihrem Randbereich mit Hilfe von zwei Lagerkörpern eingespannten auf Biegung beanspruchten mit einer piezoelektrischen Schicht versehenen Wandlerplatte, die in dem zur Übertragung bestimmten Frequenzgang neben der der Grundschwingung der Wandlerplatte entsprechende Resonanzspitze (0/0) auch Teilschwingungen höherer Ordnung, insbesondere die durch die erste unterteilte durch die Schwingungsmode (0,1) durch einen Knotenkreis gekennzeichnete vierten Teilschwingung ausbildet.The invention relates to an electroacoustic transducer with one clamped at its edge area with the help of two bearing bodies on bending stressed with one piezoelectric layer provided transducer plate, which in the frequency response intended for transmission next to the The resonance peak (0/0) corresponding to the fundamental oscillation of the converter plate also includes higher-order partial oscillations, in particular the one which is divided by the oscillation mode (0,1) and which is characterized by a circle of nodes fourth partial oscillation forms.
Ein derartiger Wandler ist durch die DE-PS 1 961 217 bekannt. Bei dieser Patentschrift werden sowohl Grund-Schwingung als auch die Teilschwingung höherer Ordnung, insbesondere die durch einen Knotenkreis gekennzeichnete Teilschwingung vierter Ordnung in den zur Übertragung bestimmten Frequenzbereich des Wandlers verlagert, um einen möglichst hohen Übertragungsfaktor zu erzielen.Such a converter is described in DE-PS 1 961 217 known. In this patent specification, both the fundamental oscillation and the partial oscillation of a higher order, in particular the fourth-order partial oscillation in the transmission, which is characterized by a node circle Relocated certain frequency range of the converter in order to achieve the highest possible transfer factor.
Dies kann entweder durch die Wandlerplatte selbst er-This can either be done by the converter plate itself
GS 1 Bo / 12.7.1978GS 1 Bo / July 12, 1978
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zielt werden oder bei vorgegebener Wandlerplatte durch deren Einspannung, insbesondere deren Einspannung im Randbereich.targets or through a given converter plate their restraint, in particular their restraint in the edge area.
Die beiden erwähnten Schwingungsformen treten auf und werden durch entsprechende Maßnahmen am Wandler wieder soweit gedämpft, daß sich im Übertragungsbereich ein ausgeglichener, annähernd stetig zu höheren Frequenzen ansteigender Übertragungsfaktor einstellt. Dabei wird die Grundresonanz durch bekannte Absorptionsresonatoren gedämpft, die Teilschwingung vierter Ordnung kann u.a. durch besondere Ausgestaltung der Lagerkörper gedämpft werden.The two waveforms mentioned occur and are restored by taking appropriate measures on the transducer attenuated to the extent that in the transmission range there is a balanced, almost constant to higher frequencies sets increasing transfer factor. The basic resonance is generated by known absorption resonators damped, the fourth order partial oscillation can, among other things, be dampened by special design of the bearing body.
Weiterhin kann diese Teilschwingung durch Dämpfungsstoffe gedämpft werden, z.B. durch eine in die Wandlerfassung eingeklebte Dämpfungsseide.Furthermore, this partial oscillation can be dampened by damping substances, e.g. by one in the transducer detection glued-in dampening silk.
-Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg zu weisen, wie die durch die vierte Teilschwingung hervorgerufene Empfindlichkeitsüberhöhung durch konstruktiv einfache Mittel gedämpft werden kann.-It is the object of the present invention to provide a way to show how the increase in sensitivity caused by the fourth partial oscillation through structurally simple Means can be dampened.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die piezoelektrische Schicht so bemessen ist, daß sich der Knotenkreis der vierten Teilschwingung innerhalb der Piezoschicht ausbildet.This object is achieved according to the invention in that the piezoelectric layer is dimensioned so that the nodal circle of the fourth partial oscillation is within the piezo layer forms.
Damit können eine besondere Ausgestaltung der Lagerkörper und/oder zusätzliche Dämpfungsstoffe entfallen. Je mehr der Knotenkreis in den mit der Piezoschicht versehene Bereich liegt, desto mehr kann die Überhöhung abgebaut werden.This allows a special design of the bearing body and / or additional damping materials are not required. Ever The more the node circle lies in the area provided with the piezo layer, the more the elevation can be be dismantled.
Vorteilhaft ist es, wenn die Piezoschicht kreissymmetrisch ausgebildet ist und beidseitig mit je einer radial -It is advantageous if the piezo layer has a circular symmetry and is provided on both sides with a radial -
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symmetrischen Elektrode versehen ist.symmetrical electrode is provided.
Dadurch kann die Überhöhung weiter abgebaut werden.This allows the cant to be reduced further.
Günstigen Einfluß auf den Abbau der Empfindlichkeitsüberhöhung haben eine quadratische, hexagonale, pentagonale oder oktogonale Form der Piezoschicht.A square, hexagonal, pentagonal have a favorable influence on the reduction of the sensitivity increase or octagonal shape of the piezo layer.
Die vierte Teilschwingung mit einem Knotenkreis entspricht z.B. bei quadratischer Form der Piezoschicht der fünften Teilschwingung. Der Durchmesser des Knotenkreises ist dabei kleiner als bei einer radialsymmetrischen Piezoschicht, so daß mit kleineren und damit kostengünstigeren Piezoschichten derselbe Effekt gemäß der Erfindung erzielt werden kann.The fourth partial oscillation corresponds to a node circle e.g. with a square shape of the piezo layer of the fifth partial oscillation. The diameter of the nodal circle is smaller than with a radially symmetrical piezo layer, so that with smaller and thus more cost-effective Piezo layers the same effect can be achieved according to the invention.
Als weiterer Vorteil dieser Schichten ist der bei der Herstellung der Scheiben geringer anfallende Verschnitt erwähnenswert.Another advantage of these layers is that there is less waste in the manufacture of the panes worth mentioning.
Im folgenden sei die Erfindung anhand einer Abbildung näher erläutert. Diese Abbildung zeigt eine Wandlerplatte 1, die aus Aluminium besteht und einen Durchmesser 2R von 43 mm und 250 im Dicke aufweist. Die Wandlerplatte ist mit einer kreisförmigen Piezoschicht 2 (.Radius R, 150 Aim Dicke) versehen, die radialsymmetrisch auf dieser Wandlerplatte angeordnet ist. Die dieser Schicht 2 beidseitig zugeordneten Elektroden sind aus zeichnerischen Gründen nicht gezeigt. Ebenfalls nicht gezeigt ist die Lagerung der Wandlerplatte, die aber in dem hier geschilderten Fall in einem Silikonring oder zwischen zwei Silikonringen gelagert ist. Wie die graphische Darstellung nun zeigt, weist die viertel Teilschwingung mehrere Nulldurchgänge auf, und zwar in der Einspannung 3,4 und am Knotenkreis 5, der einen Radius von RQ aufweist. Es ist aus dieser Darstellung völlig einleutend, daß dieThe invention is explained in more detail below with reference to a figure. This figure shows a transducer plate 1 made of aluminum and having a diameter 2R of 43 mm and 250 in thickness. The transducer plate is provided with a circular piezo layer 2 (.Radius R, 150 Aim thick), which is arranged radially symmetrically on this transducer plate. The electrodes associated with this layer 2 on both sides are not shown for reasons of drawing. The mounting of the converter plate is also not shown, but in the case described here it is mounted in a silicone ring or between two silicone rings. As the graph now shows, the quarter partial oscillation has several zero crossings, specifically in the fixture 3, 4 and at the node circle 5, which has a radius of R Q. It is completely evident from this account that the
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Überhöhung der Empfindlichkeit (Amplitude ¥) integriert über die schwingende Fläche desto mehr abgebaut werden kann, je mehr der Knotendurchmesser in den Bereich der Piezoschicht 2 verlegt ist.Exaggeration of the sensitivity (amplitude ¥) integrated over the oscillating surface the more to be reduced can, the more the node diameter is moved into the area of the piezo layer 2.
3 Patentansprüche
1 Figur3 claims
1 figure
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Claims (3)
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