DE355715C

DE355715C - Transmitter or receiver for sound waves in liquids

Info

Publication number: DE355715C
Application number: DES47354D
Authority: DE
Original assignee: Signal GmbH
Current assignee: Signal GmbH
Priority date: 1917-03-11
Filing date: 1917-11-06
Publication date: 1922-07-01
Also published as: DE355714C; FR532120A; DE348984C; DE355716C; DE347508C; DE370132C

Description

Sender oder Empfänger für Schallwellen in Flüssigkeiten. Das Hauptpatent 3475o8 betrifft eine Einrichtung zur Aussendung und zum Empfang von Schallvoellen, bei der zwischen ein an das schallübertragende Medium grenzendes Strahlungsorgan (Membran) und das eigentliche Sende- oder Empfangsorgan ein mit kompressiblen Medien (Gasen) gefüllter Raum eingeschaltet ist, der durch die Bewegungen des Strahlungsorgans in seinem Volumen derart stark verändert wird, daß das in ihm enthaltene Gas als elastisches' Verbindungsglied zwischen dem Strahlun#gsorgan und dem eigentlichen Sende- oder Empfangsorgan wirkt. Bei den- Einrichtungen des Hauptpatentes 347508 ist an diesen Kopplungsraum eine Membran angeschlossen, welche ihrerseits mit dein eigentlichen Erregergebilde oder mit dem Detektor in Verbindung steht. Abgesehen vonden Schwierigkeiten, welche die Verwendung von besonderen Detektoren, insbesondere von Mikrophonen, ganz allgemein bereitet, bedingt die Verwendung derselben unmittelbar an der Begrenzung des Luftkopplungsraumes und bei Sendern die Verwendung besonderer Erregergebilde an dieser Stelle Ko mplikationen konstruktiver Art beim Bau derartiger Apparate. Auch in akustischer Beziehung liaben sich aus der Venvendung zweier Mernbranen, von denen die eine das Strahlun '-'sorgan, die andere der Träger des eigentlichen Empfangs- -oder Erregergebildes ist, in so unmittelbarer Nähe beieinander, wie sie nach den Forderungen des Hauptpatentes nötig erscheint, Schwierigkeiten insofern ergeben, als sich häufig labile und unklare Kopplungsverhältnisse zwischen den Membranen einstellen.Transmitter or receiver for sound waves in liquids. The main patent 3475o8 relates to a device for sending and receiving sound waves, in which a space filled with compressible media (gases) is switched on between a radiation organ (membrane) bordering the sound-transmitting medium and the actual sending or receiving organ, which is switched on by the movements The volume of the radiating organ is changed so much that the gas it contains acts as an elastic connecting element between the radiating organ and the actual transmitting or receiving organ. In the case of the devices of the main patent 347508 , a membrane is connected to this coupling space, which in turn is connected to your actual pathogen or to the detector. Apart from the difficulties that the use of special detectors, in particular microphones, causes in general, the use of the same directly at the boundary of the air coupling space and for transmitters requires the use of special excitation structures at this point in the construction of such devices. In acoustic relation, too, the use of two membranes, one of which is the radiation organ, the other the carrier of the actual reception or excitation structure, can be in as close proximity to one another as required by the requirements of the main patent appears, difficulties arise insofar as unstable and unclear coupling relationships between the membranes are often established.

Erfindungsgemäß werden diese Schwierige keiten ganz oder zum Teil dadurch, umgangen, daß man denKopplungsraum nach demHauptpatent auf einen zweiten mit Gas (Luft) gefüllten, den Schall übertragenden Raum elastisch einwirken läßt, welcher mit dem ersten durch eine gegebenenfalls durch eine nachgiebige Membran oder Platte geschlossene öffnung von solcher Größe in Verbindung steht, daß die Kopplungswirkung bei gleichzeitig gut-er Schallübertragung bestehen bleibt. Der zweite Luftraum kann zunächst in einfachster Weise, wenn es sich um Empfänger handelt, als direkte Rohrleitung ausgebildet sein, welche zum Ohre des Hörenden weitergeführt ist. Hierbei ist die Verwendung einer zweiten Membran und eines besonderen Detektors überhaupt vermieden. Die Einrichtung kann dabei so getroffen sein, daß der an den Kopplungsraum sich anschließende Luftraum als Resonator ausgebildet wird. Ferner kann man die beiden oben geschilderten Einrichtungen auch in der Weise kombinieren, daß man zwischen den Kopplungsraum und die Leitung oder zwischen diese und das Ohr einen Resonator einschaltet.According to the invention, these difficulties are wholly or partly by circumventing the fact that the coupling space according to the main patent on a second allows the sound-transmitting space filled with gas (air) to act elastically, which with the first by a possibly flexible membrane or plate closed opening of such a size that the Coupling effect with good sound transmission at the same time remains. Of the second airspace can initially be created in the simplest possible way, if it is a recipient, be designed as a direct pipeline, which continues to the ear of the listener is. Here is the use of a second membrane and a special detector avoided at all. The device can be made so that the Coupling space adjoining air space is designed as a resonator. Further you can also combine the two facilities described above in such a way that that one is between the coupling space and the line or between this and the ear turns on a resonator.

Die bisher genannten Einrichtungen beziehen sich sämtlich auf direkten Schallempfang mit dem Ohr. Sie können in sinngemäß abgeänderter Form auch zur Aussendung von Schallwellen verwendet werden, indem man mit dem an den Kopplungsraum, grenzenden Gasraum, einen Schallerreger für Luftschallwellen von beliebiger, gegebenenfalls bekannter Art verbindet. Diese Verbindung kann so eingerichtet sein, daß der Schallerzeuger an die Stelle des Ohres beim Schallempfang tritt und die von ihm ausgestrahlte Energie dem Luftraum und von diesem Über den Kopplungsraum dem Strahlungsorgan zugeführt wird. Der Schallerzeuger kann naturgemäß auch durch eine besondere Leitung mit dem Luftraum verbunden oder ganz oder teilweise in diesen hineingebaut sein. Eine solche Einrichtung hat besondere Vorteile bei der Verwendung des Apparates als Unterivassersignalmittel, weil man dadurch in die Lage versetzt'wird, konstruktiv einfache und billige Schallerzeuger zu verwenden und die von ihnen erzeugte Schallenergie in äußerst einfacher Form und doch mit gutem Wirkungsgrad auf das schallübertragende Medium weiterzugehen. Als Schallerzeuger können naturgemäß auch die Sprachorgane dienen, so daß es mit dieser Einrichtung auch ermöglicht wird, in einfacher Form gesprochene Worte unter Wasser im Sprechverkehr zwischen Schliffen, Bojen, Tauchgeräten u. dgl. weiterzugeben.The institutions mentioned so far all relate to direct ones Receiving sound with the ear. They can also be sent in a correspondingly modified form of sound waves are used by one with the one adjacent to the coupling space Gas space, a sound generator for airborne sound waves of any, if necessary known type connects. This connection can be set up so that the sound generator takes the place of the ear when receiving sound and the energy it emits the air space and from this via the coupling space to the radiating organ will. The sound generator can of course also be connected to the Connected to the air space or built into it in whole or in part. Such The facility has particular advantages when using the device as an underwater signaling device, because it enables you to use sound generators that are simple in construction and inexpensive to use and the sound energy they generate in an extremely simple form and yet to continue to the sound-transmitting medium with good efficiency. Naturally, the organs of speech can also serve as sound generators, so that with this facility also enables spoken words to be taken in simple terms Passing on water in speech communication between poles, buoys, diving equipment and the like.

Ebenso wie an die Stelle der Sprachorgane in dem vorgenannten Beispiel besondere Schallerzeugungsapparate treten können, kann man beim Empfang das Ohr auch durch eine Empfangsvorrichtung beliebiger Art ersetzen. Dieser Fall gewinnt Bedeutung bei der Aufnahme von SchallweIllen, welche in einem dem Ohr des Hörenden nicht ohne weiteres zugängliches Medium ankommen, und deren Beobachtung an einem Orte erfolgen soll, zu welchem hin dile Verlegung von Schalleitungsrohren unzweckmäßig erscheint. Man kann in diesen Fällen den durch die Lufträume gebildeten Schallweg an einer beliebigen Stelle abbrechen, z. B. schon in dem an den Kopplungsraum grenzenden Gasraum selbst, und an dieser Stelle einen die Scball-wellen in elektrische Schwingungen umwandelnden Detektor (Mikrophon" Elektromagnet usw.) einschalten. Die Weiterleitung und Wahrnehmbarrnachung der auf diese Weise übertragenen Energie erfofot von da ab, in bekannter Form.As in the place of the speech organs in the above example special sound-generating devices can occur, the ear can be heard when receiving also replace with a receiving device of any kind. This case wins Significance in the recording of sound waves, which in one of the ear of the listener not arrive easily accessible medium, and their observation on one Places to which the laying of sound conduit pipes is inexpedient appears. In these cases, one can use the sound path formed by the air spaces cancel at any point, e.g. B. already in the adjacent to the coupling space Gas space itself, and at this point the ball waves merge into electrical oscillations Switch on the converting detector (microphone, electromagnet, etc.) and perceptible barring of the energy transmitted in this way from there from, in familiar form.

Wenn man als Gasraum hinter dein Kopplungsraum einen Raum von an sich beliebiger Beschaffenheit verwendet, so erhält man im allgerneTinen eine Apparatur, welche nur eine ausgeprägte Eigenschwingung besitzt, die gegeben ist durch die elastischen Eigenschaften des Strahlungsorgans und zum Teil auch des angrenzenden Kopplungsraumes sowie durch die Masse des Strahlungsorgans und des beiderseitig angrenzenden Mediums. Ein in der Hauptsache einwelliges System erhält man auch dann, wenn man die elastische Kraft des Strahlungsorgans beispielsweise sehr gering macht und den an den Kopplungsraum grenzenden Gasraum als Resonator von ausgeprägter Abstimmung ausbildet. Durch, mehr oder weniger genaue Abstimmung des Gasraurnes und des Strahlungsorgans aufeinander und durchVariation desdurch, die Größe des Kopplungsraumes gegebenen Kopplungsgrades zwischen den beiden genannten Gebilden kann man erzielen, daß das System zwei ausgeprägte Schwingungen besitzt, welche mehr oder weniger nahe aneinander liegen und deren Dämpfung bei gegenseitiger Abstimmung aufeinander durch die Summe der Eigendämpfung der beiden Einzelsysteme bestimmt wird. Durch Kopplung von mehr als zwei Systemen der beschriebenen Art kann man mehr als zwei ausgeprägte Schwingungen im Sender oder Einpfänger erzlelen. ' Auf der Zeichnung sind in Abb. i bis 3 einige Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäß durchgebildeten Schallempfängern dargestellt.If you use a gas space behind your coupling space of any kind, you generally get an apparatus which only has a distinct natural oscillation, which is given by the elastic properties of the radiating organ and partly also by the adjoining coupling space as well as by the Mass of the radiating organ and the medium bordering on both sides. A mainly single-wave system is also obtained if the elastic force of the radiating organ is made very low, for example, and the gas space adjoining the coupling space is designed as a resonator of pronounced coordination. By more or less precise coordination of the gas space and the radiating organ and by varying the degree of coupling between the two structures mentioned, given by the size of the coupling space, one can achieve that the system has two distinct vibrations which are more or less close to each other and their damping is determined by the sum of the self-damping of the two individual systems when they are mutually coordinated. By coupling more than two systems of the type described, more than two distinct oscillations can be created in the transmitter or receiver. 'In the drawing are shown i to 3, some embodiments of the invention by sound receivers formed in Fig..

In allen Ausführungsbeispielen bedeutet i die als Membran ausgebildete strahlende Fläche, welche den Kopplungsraum4 des Gehäuses:2 voin Außenmedium trennt.In all the exemplary embodiments, i denotes that which is designed as a membrane Radiant surface that separates the coupling space4 of the housing: 2 from the external medium.

Gemäß Mb. i steht der Kopplungsraum 4 über eine enge Bohrung b., welche die Kopplungswirkung dieses Raumes nicht beeinträchtigt, mit einem zweiten Luftraum i zylindrisehen Querschnitts inVerhindung, an den eine zur Abhörstelle führende Hörleitung h angeschlossen isst. Die ankommenden Schallwellen werden bei dieser Einrichtung von der strahlenden Fläche über den Kopplungsraum 4 und den an diesen sich anschließenden zweiten Gas- bzw. Luftraum unmittelbar auf das Ohr übertragen.According to Mb. I, the coupling space 4 is connected via a narrow bore b., Which does not impair the coupling effect of this space, with a second air space i of a cylindrical cross-section, to which an audio line h leading to the listening point is connected. With this device, the incoming sound waves are transmitted directly to the ear from the radiating surface via the coupling space 4 and the second gas or air space adjoining this.

Die Ausführungsform nach Abh. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Abb. i lediglich dajurch, daß der an den Kopplungsraum 4 sich anschließende zweite Gasraum i, als Resonator zwischen den Kopplungsraum 4 und #die Gasleitung h, eingeschaltet ist und mit letzterer durch eine enge Bohrung b, in Verbindung steht.The embodiment according to Dep. 2 differs from that according to FIG b, communicates.

Abh-- 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der durch den Kopplungsraum 4 und. den sich anschließenden zweiten, Gasraum gebildete Schall-weg bereits in diesem zweiten Ratu-ne durch einen eingeschalteten Detektor unterl:>rochen ist und die Schallwellen in Form von elektrischen Schwingungen weitergeleitet werden. In dem zweiten Luftraum 1. ist mittels einer ihn durchquerenden Ringinembran r ein Mikrophonve an-geordnet, dessen Zuführungsleitungen mittels des Kabels k durch eine Stopfbüchse s wasserdicht eingeführt sind.Abh-- 3 shows an embodiment in which the through the coupling space 4 and. the adjoining second, gas space formed sound path is already in this second ratu-ne through a switched-on detector and the sound waves are passed on in the form of electrical oscillations. In the second air space 1 , a microphone membrane r is arranged by means of an annular membrane r crossing it, the feed lines of which are introduced in a watertight manner by means of the cable k through a stuffing box s.

Die dargestellien Einrichtungen, insbesondere auch diejenige nach Abb t' - 3, können in sinngemäßer Abänderung auch als Sender Verwendune finden.The devices shown, in particular also those according to Fig. T' -3, can also be used as transmitters in a corresponding modification.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Transmitter or receiver for acoustic waves in liquids according to Patent 347 5o8, characterized, in that the second sound-transmitting gas space by using your coupling space a - voltage ge optionally with a compliant 2 #, LEMB-ran or plate closed Öff- connected of such size is that the coupling effect of the coupling space remains with good sound transmission at the same time.

2. Device according to claim i, characterized in that the gas space is designed as a sound line (pipe, hose). 3. Set up after. Claim i, in particular for signal transmission, characterized in that the gas space is designed as a resonator. 4. Device according to Claims 1 and 3, characterized in that a resonator is inserted into the conduction path between the coupling area and the listening point. 5. Device according to claim i to 4, characterized in that the sound conduction path between the Kepplungsrauni and the listening or monitoring point in the second gas space or elsewhere is interrupted by a detector through which the sound energy is passed on electrically. 6. Device according to claim i as a transmitter, characterized in that an airborne sound transmitter is brought to act on the second gas space or the adjoining sound line. 7. A method for speech communication under water, characterized in that the second Gasratun according to claims i and 6 serves as a recording element for speech sounds. 8. Device according to claim i to 6, characterized in that the second Gasrau, rn and the radiating element are matched to one another and the coupling between the two is chosen by appropriate dimensioning of the coupling space so that the system has two pronounced natural oscillations. G,. Device according to claim 7, characterized by the series connection of several gas chambers that are matched to one another.