DEP0048867DA

DEP0048867DA - Ultrasonic transducer

Info

Publication number: DEP0048867DA
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr.-Ing. Breuning
Original assignee: Breuning, Ernst, Dr.-Ing., Albeck
Publication date: 1951-01-11

Description

Die Erfindung betrifft einen Ultraschallgeber zur Erzeugung von Ultraschall für technische und therapeutische Zwecke. Bei den bekannten Ultraschallgebern werden zur Umwandlung von elektrischer in mechanische Energie zum Teil Piezokristalle und zum Teil auch Magnetostriktivschwinger verwendet. Während man bei verhältnismäßig niederfrequentem Ultraschall ohne große Schwierigkeiten magnetostriktive Schwinger anwenden kann, werden für hochfrequenten Ultraschall als Ultraschallerreger Piezokristalle bevorzugt, da bei den hohen Frequenzen die Verluste bei magnetostriktiven Schwingern untragbar hoch werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magnetostriktivschwinger zu schaffen, der sich auch für sehr hochfrequenten Ultraschall eignet.The invention relates to an ultrasound generator for generating ultrasound for technical and therapeutic purposes. In the known ultrasonic transducers, partly piezo crystals and partly also magnetostrictive oscillators are used to convert electrical into mechanical energy. While magnetostrictive transducers can be used without great difficulty in the case of relatively low-frequency ultrasound, piezoelectric crystals are preferred as the ultrasonic exciter for high-frequency ultrasound, since the losses in magnetostrictive transducers become unacceptably high at high frequencies. The invention is based on the object of creating a magnetostrictive oscillator which is also suitable for very high-frequency ultrasound.

Die Erfindung besteht darin, dass der magnetostriktive Schwinger magnetisch wirksame Flüssigkeiten enthält. Es kommen dafür zum Beispiel paramagnetische Flüssigkeit hoher Permeabilität in Betracht. Es ist aber auch möglich, Suspensionen zu verwenden, bei denen in flüssigen oder halbflüssigen Stoffen, die an sich nicht unbedingt paramagnetisch sein müssen, magnetisierbare Festkörperteilchen fein verteilt sind. Dabei sind besonders Öle oder dünne flüssige Fette oder auch Gele geeignet, die einerseits ein unerwünschtes Sedimentieren der Festkörperteilchen nur in geringem Maße zu Stande kommen lassen, anderseits aber auch eine genügende elektrische Isolation der Teilchen gegeneinander und damit eine Geringhaltung der Verluste bewirken. Zur Verhinderung des Absetzens der Teilchen ist es zweckmäßig, Flüssigkeiten von möglichst gleichem spezifischen Gewicht wie die Teilchen zu verwenden. Man kann aber auch die Korngröße der Teilchen entsprechend klein wählen und dieselben in feine Pulverform bringen. Hierfür eignen sich die bekannten ferromagnetischen Werkstoffe, die in der Hochfrequenztechnik bereits vielfach für andere Zwecke Verwendung finden. Es können dabei auch mit besonderem Vorteil Ferritsubstanzen benutzt werden, die gleichfalls bereits in der Hochfrequenztechnik Eingang gefunden haben. Solche Ferrite können durch Sinterprozesse und nachfolgender Zerkleinerung in die gewünschte pulverförmige Beschaffen- heit gebracht werden.The invention consists in that the magnetostrictive oscillator contains magnetically effective liquids. For example, paramagnetic liquids of high permeability can be used for this purpose. However, it is also possible to use suspensions in which magnetizable solid particles are finely distributed in liquid or semi-liquid substances that do not necessarily have to be paramagnetic per se. Oils or thin liquid fats or gels are particularly suitable, which on the one hand only cause undesired sedimentation of the solid particles to a small extent, but on the other hand also ensure sufficient electrical insulation of the particles from one another and thus minimize losses. To prevent the particles from settling, it is advisable to use liquids of the same specific weight as possible as the particles. But you can also choose the grain size of the particles to be correspondingly small and bring them into fine powder form. The well-known ferromagnetic materials, which are already widely used for other purposes in high-frequency technology, are suitable for this. It is also particularly advantageous to use ferrite substances which have also already found their way into high-frequency technology. Such ferrites can be converted into the desired powdery properties by sintering processes and subsequent comminution. be brought to the fore.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figur zeigt in rein schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel für einen Ultraschallgeber nach der Erfindung in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen im Schnitt. Mit 1 ist dabei das Ultraschallgebergehäuse bezeichnet, wobei der Schallgeberkopf mit einer zur Abgabe von Ultraschall nach außen hin dienenden schwingungsfähigen Platte 2 versehen ist. Der eigentliche magnetostriktive Schwinger ist durch die magnetostriktiven wirksame Flüssigkeit 3 gebildet. Die elektrische Erregung erfolgt über die Wicklungen der Spule 4. Die Längsabmessung des Magnetostriktivschwingers 3 kann dabei, wenn mit ein und derselben Ultraschallfrequenz oder mit in harmonischem Verhältnis zueinander stehenden verschiedenen Ultraschallfrequenzen gearbeitet wird, auf die Ultraschallfrequenz abgestimmt sein und z.B. ein Vielfaches einer halben Wellenlänge der niedrigsten Ultraschallschwingung betragen.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. The figure shows, in a purely schematic representation, an exemplary embodiment for an ultrasonic transducer according to the invention in its parts essential for the invention, in section. The ultrasonic transducer housing is denoted by 1, the transducer head being provided with an oscillatable plate 2 which is used to emit ultrasound to the outside. The actual magnetostrictive oscillator is formed by the magnetostrictive liquid 3. The electrical excitation takes place via the windings of the coil 4. The longitudinal dimension of the magnetostrictive oscillator 3 can be matched to the ultrasonic frequency and, for example, a multiple of half a wavelength, if one and the same ultrasonic frequency or different ultrasonic frequencies are used in harmony with one another lowest ultrasonic vibration.

Claims

1. Ultrasonic transducer with magnetostrictive transducer for generating ultrasound for technical and therapeutic purposes, characterized in that the transducer contains a magnetostrictively effective liquid.

2. Ultrasonic transmitter according to claim 1, characterized by a liquid of high permeability.

3. Ultrasonic generator according to claim 1 or 2, characterized by a suspension of liquid or semi-liquid substances with magnetizable solid particles.

4. Ultrasonic generator according to claim 3, characterized by the use of gels.

5. Ultrasonic generator according to claim 3, characterized by oils or low-viscosity fats.

6. Ultrasonic generator according to claim 3 or 4, characterized by ferromagnetic particles, preferably in powder form.

7. Ultrasonic generator according to claim 3 to 5, characterized by ferrites, in particular sintered materials.