DE6941263U

DE6941263U - ULTRASONIC DELAY LINE.

Info

Publication number: DE6941263U
Application number: DE6941263U
Authority: DE
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1968-11-09
Filing date: 1969-10-23
Publication date: 1972-04-06
Also published as: NL6816005A; DE1953412B2; YU36248B; CH516260A; AT294918B; US3611200A; GB1230036A; NL153046B; YU267569A; BE741467A; FR2022975A1; DE1953412A1; SE376522B

Description

N.V. Philips'Gloeilampenfabrieken, Eindhoven/NiederlandeN.V. Philips'Gloeilampenfabrieken, Eindhoven / Netherlands

UltraschallverzögerungsleitungUltrasonic delay line

Die Neuerung 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. The innovation relates to an ultrasonic delay line, which consists of a solid body on which a
or several transducers for converting electrical energy into mechanical ultrasonic vibration energy and vice versa are attached, with parts of the solid body outside the path desired for the ultrasonic waves being designed as weakening points for this wave.

PHN 3674
A/LrPHN 3674
A / Lr

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 Uawandlung in die mechanische Schwingung und umgekehrt diesem Eingangssignal entsprechenden elektrischen Ausgangssignal verlauft, möglichst temperaturunabhängig ist. Der Körper hat dabei in der Regel eine verhältnismäßig große Dicke, damit er eine genü-Glass or another material with little temperature dependence is usually used for the material of the solid body
chosen so that the time span between the electrical input signal and the electrical output signal corresponding to this input signal after conversion into mechanical oscillation and vice versa, is as independent of temperature as possible. The body usually has a relatively large thickness so that it has a sufficient

gende eigene mechanische Festigkeit sowie genügend große Kontaktflächen aufweist, um die Anbringung der Wandler zu ermöglichen.own mechanical strength as well as sufficiently large Has contact surfaces to enable the transducer to be attached.

Den jüngsten Fortschritten 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 Reflexionsfläche für die mechanische Schwingung dient, wonach der.Körper 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.According to recent advances, it has been shown possible to establish a plurality of ultrasonic delay lines simultaneously by e.g. B. from a prismatic Vitreous is assumed, being on one or two Side surfaces of this body transducers are attached, while z. B. another side surface ground flat and then serves as a reflection surface for the mechanical oscillation, after which the body is cut into thin pieces Slices perpendicular to the mentioned side surfaces is divided. The parts obtained in this way can then each for themselves as Ultrasonic delay line can be used.

Nach der Neuerung können durch dieses Verfahren Ultraschallverzögerungsleitungen auf billige Weise in der Masse hergestellt werden, wobei aber noch einige Bedingungen erfüllt werden müssen.According to the innovation, ultrasonic delay lines can be used by this method can be mass-produced cheaply, but with some conditions still met Need to become.

Die Neuerung 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 daß geeignet gewählte Teile dieser Begrenzungsflächen, die also im wesentlichen parallel zur Fortpflanzungsrichtung der Ultraschallwelle im festen Körper verlaufen, als die erwähnten Schwächungsstellen für diese Welle ausgebildet sind.The innovation is characterized in that the body has a thickness that is less than five times the wavelength of the mechanical vibration is that the transducers are parallel to the boundary surfaces of the perpendicular to this thickness direction solid body and also parallel to their contact surfaces perpendicular to these boundary surfaces with the solid body are polarized, and that appropriately selected parts of these boundary surfaces, which run essentially parallel to the direction of propagation of the ultrasonic wave in the solid body, are designed as the weakening points mentioned for this wave.

Der Neuerung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei der an-The innovation is based on the knowledge that the other

gegebenen Wahl der Polarisationsrichtung der Wandler die erwähnten 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 Verzögerungszeit mehr erhalten wird. Im allgemeinen wird ein dämpfendes Material auf den gewünschten ReflexionsfIac} fa 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 Schleifoder Ätzbearbeitung durchgeführt werden kann, oder beim Pressen des heißen, noch duktilen Glases Rillen in den Körper der Verzögerungsleitung zu pressen. Wenn nach einem Merkmal der Neuerung 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 andere Weise die Ultraschallwelle schwächendes Material an den erwähnten Begrenzungsflächen angebracht werden, oder können Teile dieser Begrenzungsflächen z. B. einer Ätzbehandlung unterworfen werden, derart, daß eine effektive Schwächung der diese Teile durchlaufenden unerwünschten Ultraschallwelle erzielt wird. Wenn die Dicke größer gewählt wird, ist diese Dämpfungsweise nicht genügend effektiv. In der Praxis wird z. B. eine Dicke von 1 mm oder soviel kleiner gewählt, als mit Rücksicht auf die mechanische Festigkeit noch zulässig ist. Für Farbfernsehempfänger, bei denen eine Verzögerungszeit von 64 usekgiven the choice of polarization direction of the transducers mentioned Boundary surfaces act as a mirror for the ultrasonic oscillation, and thus a relatively small one Induce damping. Due to the natural scattering of the ultrasonic wave, e.g. B. as a result of diffraction phenomena, can It is very difficult to obtain a reliably acting delay line without further means, because all sorts of undesirable ones Reflections can occur, while the ultrasonic wave can follow all sorts of undesirable paths, so that none precisely defined delay time is obtained more. In general a damping material is applied to the desired reflection surface for the ultrasonic wave outside of the for attached this wave desired path in such a way that this wave can forcibly only follow the desired path. Even it was also proposed to roughen the wall to weaken undesired scattered radiation, for which purpose a grinding or Etching machining can be performed, or when pressing the hot, yet ductile glass, grooves into the body of the Press delay line. If, according to a feature of the innovation, the thickness is less than five times the wavelength is selected, although the boundary surfaces are substantially parallel to the direction of propagation of the ultrasonic wave run, a dampening or otherwise the ultrasonic wave weakening material on the mentioned boundary surfaces be attached, or parts of these boundary surfaces z. B. subjected to an etching treatment such that an effective attenuation of the unwanted ultrasonic wave passing through these parts is achieved. If the thickness is chosen to be larger, this type of damping is not sufficiently effective. In practice, for. B. a thickness of 1 mm or so much smaller than is still permissible with regard to the mechanical strength. For color television receivers, where a delay time of 64 microseconds

■i— <·- —■ i— <· - -

verlangt wird, beträgt die Wellenlänge etwa 0,6 mm; die Dicke ist dann daher bereits kleiner als das Zweifache der Wellenlänge .is required, the wavelength is about 0.6 mm; the fat is then already smaller than twice the wavelength .

Die Neuerung wird nachstehend für ein Ausführungsbeispiel ian Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The innovation is described below for an exemplary embodiment Hand of the drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht undFig. 1 is a plan view and

Fig. 2 eine Seitenansicht einer ültraschallverzögerungsleitung nach der Neuerung.Fig. 2 is a side view of an ultrasonic delay line according to the innovation.

Die Verzögerungsleitung nach Fig. 1 besteht aus einem Körper aus einem geeignet gewählten Material, z. B. Glas. Der Körper hat die Form eines Fünfecks mit parallelen Seiten 2 und 3, einer zu diesen senkrechten Seita 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 diesen Seiten 5 bzw. & angebracht, so daß die vom Wandler 7 herrührende mechanische Schwingung nacheinander an den Flächen 2₈ 3₉ 4, 2 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 Begrenzungsfläche 9 bzw. 10 des Körpers 1 polarisiert, welche Flächen durch Sägen aus einem größeren Glaskörper erhalten sein können. Ferner ist örtlich auf den Flächen 9 und/oder 10 ein dämpfendes Material 11, z. B. Silikonkautschuk, in einer Schicht mit einer Dicke von 1/2 mm angebracht, wie in Fig. 1 schraffiert dargestellt ist. Durch die angegebene Wahl der Polarisationsrichtung wird erreicht, daß die an sich in geringem Maße dämpfenden Flächen 9 und 10 infolge der gewählten geringen Dicke d als Spiegel für die mechanische Ultraschallschwingung wirken und daß das dämpfendeThe delay line of Fig. 1 consists of a body of a suitably selected material, e.g. B. Glass. The body has the shape of a pentagon with parallel sides 2 and 3, a side 4 perpendicular to these and also sides 5 and 6 which enclose angles of about 135 ° with the two sides 2 and 3. Transducers 7 and 8 are attached to these sides 5 and & , respectively, so that the mechanical vibration originating from transducer 7 is successively _{reflected on surfaces 2 8} 3 ₉ 4, 2 and 3 before it hits transducer 8. The thickness d of the body 1 is selected to be smaller than five times, preferably smaller than twice the wavelength of the mechanical ultrasonic oscillation. The transducers 7 and 8 are polarized parallel to their contact surfaces 5 and 6 with the body 1 and also parallel to the upper and lower boundary surfaces 9 and 10 of the body 1, which surfaces can be obtained by sawing from a larger glass body. Furthermore, a damping material 11, z. B. silicone rubber, applied in a layer with a thickness of 1/2 mm, as shown in Fig. 1 hatched. The specified choice of the direction of polarization ensures that the slightly damping surfaces 9 and 10 act as a mirror for the mechanical ultrasonic vibration due to the selected small thickness d and that the damping

Material 11 effektiv dazu beiträgt, daß die Bann, 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 Verzögerungszeit vermieden. Material 11 effectively contributes to the fact that the spell which the ultrasonic wave follows from the transducer 7 to the transducer 8 inevitably has the course shown. This avoids undesired scattered radiation and thus an undesirable obscuring of the delay time to be generated.

Schutzanspruch: Protection claim :

Claims

--

Claim to protection

Ultrasonic delay line, which consists of a solid body on which one or more transducers for converting electrical energy into mechanical ultrasonic vibrational energy and vice versa are mounted, with parts of the
solid body outside the path desired for the ultrasonic wave are designed as weakening points for this wave, characterized in that the body has a thickness which is smaller than five times the wavelength of the mechanical vibration, that the transducers are parallel to the direction perpendicular to this thickness direction Boundary surfaces of the solid body and also parallel to their contact surfaces perpendicular to these boundary surfaces with the solid body are polarized, and that suitably selected parts of these boundary surfaces, which thus run essentially parallel to the direction of propagation of the ultrasonic wave in the solid body, as the weakening points mentioned for them Shaft are formed.