NO145554B - Elektroakustisk transduser. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en elektroakustisk transduser, særlig for undervanns-lokaliseringsanlegg, hvor et piezoelektrisk transduserelement er anbragt i et hus bestående av to deler, hvorav den ene hus-del tjener som lydhode.

For å oppnå en god impedanstilpasning. for en undervanns-transduser eller -svinger til det omgivende medium, f.eks. sjøvann og dermed en god overføringsvirkningsgrad, velges svinger- eller stråleroverflaten større enn den egentlige aktive overflate av det piezokeramiske transduserelement eller svingeren. Den for-størrede strålerflate har hittil bestått av metall som ved om-støpning eller vulkanisering må beskyttes mot ødeleggelse som følge av sjøvannet.

Det ér en oppgave for denne oppfinnelse å forbedre opp-bygning og virkemåte av en slik elektroakustisk transduser og å gjøre denne ytterligere mindre utsatt for driftsfeil eller -for-styrrelser. Denne oppgave blir løst ved at i det minste den hus-del som tjener som lydhode, består av lettmetalloksyd-keramikk. Istedenfor den hittil vanlige stråleroverflate av metall blir det her anvendt et lydhode av lettmetalloksyd-keramikk, d.v.s. en ikke-leder, som er ugjennomtrengelig for vann og har metall-ligheride mekanisk/elastiske egenskaper og styrke-egenskaper. på denne måte er det blitt mulig å unngå de hittil nødvendige og kostbare ekstra-tiltak for beskyttelse av strålerflaten, f.eks. ved omstøpning eller påvulkanisering av et beskyttelseslag. Det er videre en spesiell fordel at det ikke opptrer termiske spenninger mellom strålerhodet og transduserelementet fordi piezokeramikkens tempe-raturkoeffisient i praksis stemmer overens med temperaturkoeffisi-enten for lydhodekeramikken. Dermed oppstår det ved temperatur-endringer ingen krefter i grensesjiktet mellom strålerflaten på lydhodet og den piezoelektriske transduser som er festet på innsiden av dette ved påklebning eller liming. Dessuten blir virkningsgraden av transduseren betydelig-forbedret på grunn av bort-fall av den hittil vanlige støpemasse henholdsvis den gummi-beskyttelsesmantel som ble vulkanisert på metallsjiktet. Det er funnet at aluminium- og magnesiumoksyd-keramikk er spesielt gunstige materialer i huset.

Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen er nærmere angitt i underkravene. Disse utførelsesformer skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til eksemplene på tegningen, hvor: Figur 1 viser et snitt gjennom en elektroakustisk

transduser og

figurene 2 til 3 viser andre utførelsesformer av den vanntette innføring av elektriske tilkoblingsledninger for transduserelementet, når ikke bare lydhodet men også den annen del av huset består av keramisk materiale.

Transduserhuset består av to kopp- eller potteformede hus-deler 1 og 2 som i det viste utførelseseksempel begge består av aluminiumoksyd-keramikk og er sammenføyet med hverandre ved 3 ved hjelp av klebning eller liming. Hus-delen 1 tjener samtidig som lydhode, idet en sirkelformet frontvegg 4b virker som lydutstrålingsflate. på dennes inneside 4a er det piezoelektriske transduserelement 5 fastklebet og dettes elektrode er koblet til de tilhørende elektriske strømkretser gjennom tilkoblingsledninger 6 og 7. Tilkoblingskabelen 8 er avtettet ved hjelp av en metallhylse 9 ved gjennomføring gjenno'm veggen på hus-delen 2 og metall-hylsen 9 er avskjermet mot innvirkningen av det omgivende medium ved hjelp av støpemasse eller vulkanisering lo. Lydhodet 1 har redusert veggtykkelse i et område 11 mellom frontveggen 4b som ligger an mot transduserelementet 5 og en ringformet holdedel 12 som tjener til befestigelse av lydhodet 1 til den annen hus-del 2, hvilket fører til at virkningsgraden ved lydutstrålingen blir ytterligere forbedret. Da såvel transduserelementet 5 som lydhodet 1 består av keramikk kan det ikke opptre termiske spenninger på grenseflaten mellom disse to deler når på den ene side transduserelementet 5 under drift oppvarmes og på den annen side lydhodet 1 avkjøles av det omgivende medium, f.eks. sjøvann. Dessuten sikrer en lydutstrålingsflate 4a av aluminiumoksyd-keramikk en reflek-sjonsfri impedanstilpasning mellom transduserelementet 5 og lydhodet 1. Beskyttelseslag for lydhodet som kunne nedsette den

akustiske virkningsgrad er ikke nødvendig.

Ved utførelsen på figur 2 er det innsintret to kontaktstifter for elektrisk tilkobling av transduserelementet 5 direkte i veggen 14 på hus-delen 2. En metallhylse 15 som er innsintret i hus-delen 2 tjener til sentrering og befestigelse av en kabel-stikk-kontakt.

Ved utførelsen på figur 3 skjer den vanntette gjennom-

føring av tilkoblingskabelen 8 g jennolrPveggen 14 på hus-delen 2

ved hjelp av en dobbelt O-ringtetning 16, idet dessuten på den ene.

side en tetning 18 er anordnet mellom en omgivende metallkrave 17

på kabelmantelen og husets ytterflate, og på den annen side en tetning 20 er anordnet mellom en mutter 19 som fastholder kabel-tilkoblingen og innsiden av veggen. Mutteren 19 blir innskrudd på utvendige gjenger på en metall- eller kunststoffhylse 21 som er krympet på den innførte ende av kabelen 8.

Claims (8)

1. Elektroakustisk transduser, særlig for undervanns-lokaliseringsanlegg, hvor et piezoelektrisk transduserelement er anbragt i et hus bestående av to deler, hvorav den ene hus-del tjener som lydhode, karakterisert ved at i det minste den hus-del (1) som tjener som lydhode, består av lettmetalloksyd-keramikk.

2. Transduser ifølge krav 1,karakterisert ved at transduserelementets (5) stråleflate er klebet til innsiden (4a) av lydhodet (1).

3. Transduser ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at begge hus-deler (1,2) har potteform.

4. Transduser ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at lydhodet (1) i området (11) mellom sin frontvegg (4b) som ligger an mot transduserelementet (5), og den del (12) som tjener til befestigelse av denne hus-del (1) til den annen hus-del (2), har nedsatt veggtykkelse.

5. Transduser ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at begge hus-deler (1,2) er klebet eller limt til hverandre.

6. Transduser ifølge et av kravene 1-5, ved hvilken også den annen hus-del består av lettmetalloksyd-keramikk, karakterisert ved at de tilkoblingselementer (13), f.eks. hylser, kontaktstifter, som tjener til den elektriske tilkobling av transduserelementet (5), er sintret inn direkte i husets vegg (14).

7. Transduser ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at i det minste den hus-del (1) som tjener som lydhode, består av aluminiumoksyd-keramikk.

8. Transduser ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at i det minste den hus-del (1) som tjener som lydhode, består av magnesiuraoksyd-keramikk.