DE316982C

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Publication number: DE316982C
Application number: DENDAT316982D
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Description

Es ist bereits bekannt, zur Übermittlung von akustischen Signalen unterhalb der Hörbarkeitsgrenze liegende Schwingungen zu verwerten und an der Empfangsstelle diese Schwingungen dem menschlichen Ohr wahrnehmbar zu machen. Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zweck der Schallempfänger, der zweckmäßig aus einer Membran oder Platte besteht, auf die unterhalb der Hörbarkeitsgrenze liegende Schwingungszahl der ankommenden Welle abgestimmt und für den Indikator (Telephon, Mikrophon) ein besonderes, schwingungsfähiges Glied verwendet, das als Eigensctwingung' eine'Ober-Schwingung dieses Schallempfängers aufweist, wobei die Oberschwingung innerhalb der Hörbarkeitsgrenzen liegt. Um die.ankommenden, nicht hörbaren Schwingungen auf die auf die gewünschte Oberschwingung abgestimmte Membran zur Wirkung zu bringen, wird zwischen dem Schallempfänger und dieser Membran ein Luftraum eingeschaltet, der als akustischer Resonator die Oberschvvingung der Membran herauszieht und letztere zu den gewünschten Eigenschwingungen veranlaßt. Eine beispielsweise Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist in der Zeichnung dargestellt.

Die ankommenden Schwingungen werden von einem Schallempfänger (Membran a) aufgenommen und unter Vermittlung des Luftraumes b auf die zweite Membran c übertragen. Die Membranen sind so gegeneinander abgestimmt, daß die Membran λ eine Grundschwingung hat, die mit den ankommenden Schwingungen in Resonanz ist, während die Membran c auf eine bestimmte Oberschwingung dieser Grundschwingung abgestimmt ist und demnach mit dem gewünschten Ton¹ in Resonanz schwingt, der als Oberton in der Membran enthalten ist. Diese Resonanz wird durch einen akustischen Resonator in Gestalt des Luftraumes b unterstützt, der selbst die Eigenschwingung der Membran c aufweist. Letztere wirkt auf ein durch einen Deckel e abgeschlossenes' Telephon oder Mikrophon t, das gleichfalls in einem auf die Oberschwingung abgestimmten Luftraum d angeordnet ist. Membran c und Telephon bzw. Mikrophon t sind an einem Ring r befestigt, der. sich vermittels Federn/ gegen die Membran α legt. Die Federn / dienen dazu, den Ring r gegen die Membran α verschiebbar zu machen, so daß die Eigenschwingung des Luftraumes b unabhängig ist von wechselndem Druck auf die Membran a, und demnach bei verschiedenen Drucken konstant bleibt.

Diese Anordnung läßt sich infolgedessen in besonders vorteilhafter Weise als Unterwasserschallempfänger benutzen, der in beliebig wechselnder Wassertiefe vorgesehen sein kann. Die im Telephon bz\v. Mikrophon entstehenden Ströme können zweckmäßig einem Lautverstärker zugeführt werden, so daß auch sehr schwache Empfangsströme durch an sich unhörbare Empfangswellen akustisch wahrnehmbar gemacht werden.

Die Aufnahme' von Schallschwingungen geringer Energie kann es andererseits er-

forderlich machen, den eigentlichen Schallempfänger (Platte oder Membran) zu vergrößern und dann zwecks Widerstandserhöhung gegen den wechselnden Druck verhältnismäßig stark zu dimensionieren. Hierdurch! tritt aber der Nachteil ein, daß die Empfindlichkeit der Platte oder Membran verringert wird. Dieser Nachteil läßt sich nach dem weiteren Gegenstand der Erfindung

ίο dadurch vermeiden, daß der Schallempfänger . (Platte oder Membran) bei jedem Druck des Mediums durch einfache Umströmung, die zweite Membran oder Platte mit Hilfe einer besonderen Platte über einen akustischen Resonator gleichzeitig entlastet wird.

Eine derartige Ausführungsform ist aus Fig. 2 ersichtlich. Der Schallempfänger (Membran α) ist an einem Gehäuse g befestigt, das ein zweites Gehäuse / einschließt. Der Zwischenraum zwischen der Stirnwand des Gehäuses / und der Membran α ist mit demselben Medium gefüllt, das sich auf der Außenseite der Membran α befindet, beispielsweise Wasser oder Luft.

Eine Druckänderung von außen kann sich dem Innenraum b vermittels kleiner Bohrungen h mitteilen, die so klein ausgeführt sind, daß sie den Ausgleich herbeiführen, Schallschwingungen gegenüber jedoch nicht in Betracht kommen. An der Stirnfläche des Gehäuses f ist die Membran c vorgesehen, die auf den gewünschten Ton (Oberschwingung der Membran a) abgestimmt ist. Als akustischer Resonator ist ein Luftraum d vorgesehen, der gleichzeitig den Indikator (Telephon oder Mikrophon) enthält. Dieser Luftraum ist der Resonator für⁵ die in der Platte c auftretenden Schwingungen und läuft in einen engen Hals aus,' der sich nach einer dritten Membran i zu erweitert. Diese Membran wird so gewählt, daß sie gegenüber den Schwingungenl der Membran c- aperiodisch ist und andererseits so, daß sie einer von der Membran c ausgehenden" Druckänderung nachgibt. Infolgedessen ergibt sich folgende Wirkungsweise: Ändert sich der Druck vor der Platte a, so erfolgt ein Druckausgleich im Räume b über die Bohrungen //. Der Schallempfänger α ist demnach durch Umströmung immer entlastet und kann demnach so gewählt werden, daß er für die ankommenden Schwingungen maximale Empfindlichkeit besitzt. Bei Drucksteigerung hat sich gleichzeitig die Membran c durchgebogen. Der von dem Deckel e und dem Ansatz für die Membran i gebildete Luftraum ist so gewählt, daß die der Durchbiegung der Membran c entsprechende Raumverringerung hinter dieser Membran bewirkt, daß letztere gleichfalls entlastet ist.

An sich ist die Schwingungszahl des . Schallempfängers (x gleichgültig, da die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung für alle ankommenden Schallwellen verwendbar ist. Ein besonderer Vorteil ergibt sich jedoch bei der Aufnahme von unter der Hörbarkeitsgrenze liegenden Schwingungen, da der Schallempfänger (Membran α) mit der Re- ; sonanzmembran für die hörbaren Schwinj gungen (Membran c) lediglich für maximale j Empfindlichkeit zu wählen ist, selbst sehr schwache, nicht hörbare Schwingungen demnach akustisch wahrnehmbar werden. :

Claims

Pate nt-An Sprüche :

1. Verfahren zur Aufnahme von unter der Hörbarkeitsgrenze liegenden Schallwellen, dadurch gekennzeichnet, daß die ankommenden Schwingungen von einer auf die Grundschwingung' abgestimmten Membran aufgenommen und auf eine zweite, auf eine Oberschwingung abgestimmte Membran unter Zwischenschaltung eines auf diese Oberschwingung abgestimmten Luftraumes übertragen werden, so daß die ankommenden Schwingungen als. Töne wahrnehmbar sind.

2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens . nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Oberschwingung abgestimmte Membran in Lufträumen angeordnet ist, deren Eigenschwingung in Resonanz mit dieser Membran ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper der auf die Oberschwingung abgestimmten Membran gegenüber der auf die Grundschwingung abgestimmten Membran verstellbar ist, so daß die Eigenschwingung des; zwischengeschalteten Luftraumes auch bei Druckänderung auf den Schallempfänger konstant bleibt, zum Zwecke der Benutzung der Einrichtung als Unterwasserschallempfänger in beliebiger Wassertiefe.

4. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper der auf die Ober-Schwingung abgestimmten Membran unter Federdruck steht, so daß "bei Druckänderung automatisch ein Ausgleich erfolgt. ■ _ .

5. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschwingungen auf ein Telephon oder Mikrophon übertragen werden, das in einem Luftraum mit der Eigenschwingung dieser Oberschwinguhg angeordnet ist.

6. Abänderung der Einrichtung nach

Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckausgleich durch Umströmung des Schallempfängers (Membran a) erfolgt, indem der Zwischenraum zwischen Schallempfänger und Resonanzmembran (c) mit dem Außenraum in Verbindung steht, während die Resonanzmembran über einen Luftraum durch eine besondere Membran (i) bei Druckänderung gleichzeitig entlastet wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Druckausgleich der Resonanzmembran (c) herbeiführende Membran (i) gegenüber den Schwingungen der Resonanzmembran aperiodisch ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.