DE632979C

DE632979C - Device for the generation or reception of high-frequency sound waves in water

Info

Publication number: DE632979C
Application number: DEA71896D
Authority: DE
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1933-11-26
Filing date: 1933-11-26
Publication date: 1936-07-17

Description

Einrichtung für die Erzeugung bzw. den Empfang von hochfrequenten Schallwellen im Wasser Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung bzw. zum Empfang von Schallwellen im Wasser, insbesondere von Schallwellen hoher Frequenz mittels eines magnetostriktiven Schwingungsgebildes.Device for the generation or reception of high-frequency Sound waves in water The invention relates to a device for generating or for receiving sound waves in water, especially high-frequency sound waves by means of a magnetostrictive oscillation structure.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art ist gewöhnlich der Magnetostriktionsschwinger aus zahlreichen aufeinandergeschichteten Blechen eines magnetostriktiven Materials aufgebaut. Um nun die Schwingungen dieses Gebildes auf das Wasser einwirken lassen zu können, hat man entweder die strahlende Fläche dieser Blechpakete selbst an das Wasser grenzen lassen oder diese Blechpakete auf eine Platte bzw. Membran fest aufgesetzt, welche mit ihrer Außenseite an das- Wasser grenzt. Auch ist bereits vorgeschlagen worden, derartige Schwinger in einem mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit gefüllten Behälter einzuschließen, dessen Wandungen durch starke Platten gebildet werden. Beim Einbau auf Schiffen ist es vorgeschlagen worden, die Schiffshaut oder Schiffspanzerung selbst als eine Wandung dieses Behälters zu verwenden, durch die dann der Schall hindurchtreten soll.In the known devices of this type is usually the magnetostriction oscillator made of numerous stacked sheets of a magnetostrictive material built up. In order to let the vibrations of this structure act on the water To be able to do so, you either have to attach the radiant surface of these sheet metal stacks to the Allow the water to limit or place these sheet metal stacks firmly on a plate or membrane, which borders on the water with its outside. Also has already been suggested such transducers in a filled with water or another liquid To include containers whose walls are formed by strong panels. When installing on ships, it has been suggested to use the hull or armor even to use as a wall of this container, through which the sound then should pass through.

Diese bekannten Einrichtungen haben eine Reihe von Nachteilen. Bei denjenigen Einrichtungen, bei welchen die Blechpakete des Magnetostriktionsschwingers unmittelbar an das Außenwasser grenzen, ist eine Abdichtung und Isolierung-der Spulenwicklung des Senders vom Außenwasser nur schwer oder gar nicht möglich. Wenn man den Schwinger anderseits auf eine Membran aufsetzt, die mit ihrer Außenseite an das Wasser grenzt und im übrigen das Gehäuse, in dem sich der Schwinger befindet, abschließt, so werden die Schwingungseigenschaften des Magnetostriktionsschwingers gestört, ganz abgesehen davon, daß eine feste Verbindung des Schwingers mit der Membran nur auf Kosten zusätzlicher Verluste auszuführen ist. Schließt man den Schwinger in einen mit Wasser oder einer einer anderen Flüssigkeit gefüllten Behälter ein, dessen Wandungen durch starke Platten gebildet werden, so erfahren die Schwingungen beim Durchgang durch diese starken Platten erhebliche Schwächungen.These known devices have a number of disadvantages. at those facilities in which the laminated cores of the magnetostriction oscillator directly adjacent to the outside water is a seal and insulation - the coil winding of the transmitter from the outside water only with difficulty or not at all. When you get the Schwinger on the other hand, sits on a membrane, the outside of which is adjacent to the water and the rest of the housing in which the transducer is located closes off, so become the vibration properties of the magnetostriction vibrator are disturbed, quite apart from that from the fact that a firm connection of the transducer with the membrane only at the expense of additional Losses is to be carried out. If you close the transducer in a with water or a another liquid-filled container, the walls of which are through strong Plates are formed, so experience the vibrations as they pass through them strong plates significant weakening.

Diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung überwunden. Bei einer Einrichtung für die Erzeugung bzw. den Empfang von hochfrequenten Schallwellen im Wasser mit einem in einem flüssigkeitsgefüllten Gehäuse angeordneten Schwinger wird daher gemäß der Erfindung ein magnetostriktiver Schwinger mit im wesentlichen zwei strahlenden Flächen verwendet, von denen die eine der den Behälter gegen das Außenwasser abschließenden Membran, die andere dem Deckel des Gehäuses gegenübersteht, und wobei der Abstand der letzteren vom Deckel so bemessen- ist, daß die von ihr ausgehenden Schwingungen nach Reflexion am Deckel die Membran mit der gleichen Phase erreichen wie die von der anderen Fläche direkt kommenden Schwingungen.These disadvantages are overcome by the present invention. In the case of a device for the generation or reception of high-frequency sound waves in the water with an oscillator arranged in a liquid-filled housing is therefore according to the invention a magnetostrictive transducer with substantially two radiating surfaces are used, one of which is the container against the External water sealing membrane, the other facing the cover of the housing, and the distance between the latter and the lid is such that that of it outgoing vibrations after reflection on the cover the membrane with the same phase like the vibrations coming directly from the other surface.

Durch diese Einrichtung wird es erreicht, daß der Schwinger mit seiner Wicklung einerseits den schädlichen Einwirkungen des Außenwassers entzogen ist und anderseits eine nahezu ungeschwächte - Übertragung- großer Schallenergie- an das Wasser ermöglicht wird..: Zweckmäßig wird als Flüssigkeit für die lung des Gehäuses ein Öl verwendet, c S: Gummi oder die zur Abdichtung benutzten_ Dichtungsstoffe nicht .angreift, z. B. Rizinusöh° Vorteilhafterweise ist für eine Füllung mit solcher Flüssigkeit das Gehäuse verhältnismäßig eng gehalten, so daß im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen von Schwingern in flüssigkeitsgefüllten Behältern auch der seitliche Abstand des Magnetostriktionsschwingers von den Gehäusewandungen nur gering ist und man dadurch mit einer kleinen Füllung auskommt.By this device it is achieved that the transducer with his Winding on the one hand the harmful effects of the outside water withdrawn and on the other hand an almost undiminished - transmission - large sound energy - to the water is made possible ..: It is useful as a liquid for the lung of the Housing uses an oil, c S: rubber or the sealants used for sealing not. attacks, z. B. Rizinusöh ° is advantageous for a filling with such Liquid kept the housing relatively tight, so that in contrast to the known arrangements of vibrators in liquid-filled containers also the lateral distance of the magnetostriction oscillator from the housing walls only small and you can get by with a small filling.

Die Erfindung ist in der Zeichnung im Schnitt an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.The invention is shown in the drawing in section using an exemplary embodiment illustrated.

Mit i ist die Wandung eines Gehäuses bezeichnet, das an seinem oberen- Ende durch einen Deckel i abgeschlossen ist, während am unteren Ende eine dünne Membran 3 mit einer verstärkten Randzone 4. den Abschluß bildet. Die Membran ist auf das Gehäuse i aufgeschraubt und schließt das Gehäuseinnere wasserdicht ab. Im Innern des Gehäuses befindet sich der Magnetostriktionsschwinger 5, der in der Zeichnung mit der Erregerspule schematisch als schraffiertes Rechteck dargestellt ist. Dieser ist durch Ansatzstücke 6, die sich zweckmäßig in seiner Mittelzone befinden, unter Zwischenlegung einer Gummischicht y auf einem Vorsprung 8 im-Gehäuseinnern gelagert und wird durch einen Deckring g festgeklemmt. Die strahlende Fläche io des Magnetostriktionsschwingers befindet sich in geringem Abstand von der Membran 3 des Gehäuses. Die Schwingungen der oberen Fläche i i des Schwingers werden erfindungsgemäß zur- Verstärkung der von der unteren Fläche io ausgehenden Schwingungen ausgenutzt, indem man- den Abstand des. Deckels 2 von der Fläche i i so bemißt, daß die am Deckel reflektierten Druckwellen die Membran 3 mit derselben Phase erreichen -wie die direkt von der Fläche io kommenden Schwingungen. An Stelle eines Deckels mit ebener Fläche wird zweckmäßig ein Deckel verwendet, der entsprechend gegeneinander geneigte Flächen besitzt, an denen die Reflexion stattfindet. Ein Kabelstutzen 12 dient zur Einführung des Kabels für die Erregungsspule des Schwingers. Der Schwinger bildet mit seinem Gehäuse ein selbständiges transportables Gebilde. Soll die Einrichtung in ein Schiff eingebaut werden, so wird das Gehäuse bzw. die MemfI'an mit einem Flansch versehen, mit Hilfe dessen das Gehäuse in ein Loch der Außenhaut eines Schiffes in bekannter Weise eingesetzt -werden kann. Der Einbau erfolgt derart, daß die Membran glatt mit der Außenhaut abschneidet.The wall of a housing is denoted by i, which at its upper End is closed by a lid i, while at the lower end a thin one Membrane 3 with a reinforced edge zone 4 forms the conclusion. The membrane is screwed onto the housing i and seals the interior of the housing in a watertight manner. in the Inside the housing is the magnetostriction oscillator 5, which is shown in the drawing with the excitation coil is shown schematically as a hatched rectangle. This is by extension pieces 6, which are conveniently located in its central zone, under Interposition of a rubber layer y mounted on a projection 8 inside the housing and is clamped by a cover ring g. The radiating surface io of the magnetostriction oscillator is located at a short distance from the membrane 3 of the housing. The vibrations of the upper surface i i of the oscillator are used according to the invention to amplify the Vibrations emanating from the lower surface are exploited by reducing the distance Des. Lid 2 from the area i i dimensioned so that the pressure waves reflected on the lid reach the membrane 3 with the same phase as those coming directly from the surface io Vibrations. Instead of a cover with a flat surface, a cover is expedient used, which has mutually inclined surfaces accordingly, on which the Reflection takes place. A cable gland 12 is used to introduce the cable for the Excitation coil of the transducer. The transducer forms an independent one with its housing transportable structure. If the device is to be built into a ship, so the housing or the MemfI'an is provided with a flange, with the help of this the housing is inserted into a hole in the outer skin of a ship in a known manner -can be. The installation is carried out in such a way that the membrane is flush with the outer skin cuts off.

Die Membran wird zweckmäßig aus Kupfer, Bronze oder ähnlichem Material, das keinen Anstrich benötigt, hergestellt, da ein Farbanstrich die Schallübertragung beeinträchtigt. Kupfer hat weiterhin den Vorteil, daß sich keine Bewachsungen an der Membran ansetzen, die dort außerordentlich schallschwächend wirken.The membrane is expediently made of copper, bronze or similar material, that does not require painting, as a painting is the sound transmission impaired. Copper also has the advantage that there is no growth the membrane, which have an extremely sound-attenuating effect there.

Claims

PATENT CLAIMS z. Device for generating or receiving high-frequency sound dents in the water with a transducer arranged in a liquid-filled housing, characterized in that a magnetostrictive transducer is used with essentially two radiating surfaces, one of which is the membrane sealing the container from the outside water , the other facing the lid of the housing, and that the distance between the latter 'from the lid is such that the vibrations emanating from it, after reflection on the lid, reach the membrane with the same phase as the vibrations coming directly from the other surface.

2. Device according to claim i, characterized in that that the transducer is elastic or soft within the housing, e.g. B. in rubber, stored is.

3. Device according to claim 2, characterized in that when used rubber is used as a liquid to support the transducer, does not attack the rubber, e.g. B. Castor Oil. q .. device according to claim i, characterized characterized in that the distance between the radiating surface of the transducer and the closure membrane of the housing is small compared to the wavelength of the vibration used.